研究課題
脊髄小脳失調症の発症における脂質代謝異常の影響を解析するため、脊髄小脳失調症21型(SCA21)の原因タンパク質であるTMEM240の野生型及びSCA21変異型をHeLa細胞に過剰発現させ、細胞内中性脂肪蓄積への影響を検討した。申請書に記載したようにTMEM240はBODIPY 493/503で染色される脂肪滴の周囲に局在していた。また、同様の局在はSCA21変異を導入したTMEM240でも観察された。続いて、TMEM240の過剰発現が脂肪滴の数に影響するかを定量解析したところ、野生型TMEM240の発現で脂肪滴の数が減少する傾向が見られた。SCA21変異TMEM240の発現ではこの減少が顕著となり、非発現細胞と比較して有意な脂肪滴の減少が観察された。その減少の分子機序を解明するため、脂肪滴産生に関与するRab18の細胞内局在を検討したところ、非発現細胞や野生型TMEM240発現細胞では、内在性のRab18はゴルジ体に集積していたが、SCA21変異TMEM240発現細胞では、ゴルジ体への集積が観察されなかった。また、脂肪滴中の中性脂肪の分解を抑制する機能を持つTIP47の発現はSCA21変異TMEM240発現によりむしろ増大していた。以上の結果より、SCA21変異TMEM240は脂肪滴の分解を促進するのではなく、産生を抑制することで、脂肪滴の数を減少させることが明らかとなった。また、SCA21変異TMEM240を初代培養小脳プルキンエ細胞に発現させると樹状突起の面積が減少することが明らかとなり、脂肪滴減少に伴う細胞内脂質の供給不足がプルキンエ細胞の樹状突起面積を減少させることに繋がったと示唆される。
3: やや遅れている
SCA21についてだけではなく、SCA34やSCA38の原因であるELOVL4やELOVL5についての解析も行いたかったが、変異体の遺伝子産物産生に予想より時間がかかってしまっており、未だ解析に至っていないため。
SCA34やSCA38の原因である変異ELOVL4や変異ELOVL5を発現し、変異TMEM240も含め過剰発現した細胞で脂質の成分がどのように変化するかを網羅的に解析していく予定である。さらには、これら変異体をアデノ随伴ウイルスベクターを用いてマウス脳内に遺伝子導入することで、SCAモデルマウスを作製し、モデルマウス脳内でも脂質の解析を行っていく。脂質代謝異常が確認できた場合は、これを正常化するような化合物あるいは脂質成分の投与もしくは摂取によりSCAモデルマウスの運動機能障害などの表現型が改善されるかを検討し、脂質代謝異常がSCAの新たな治療標的になるかを解析する。
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