軸索内リボソーム機能障害による翻訳能低下に基づくALS/FTLD病態の統合的理解

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K09690
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 長野 清一 大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (40362727)
• 研究分担者: 永井 義隆 大阪大学, 医学系研究科, 寄附講座教授 (60335354)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: TDP-43 / リボソーム蛋白質mRNA / 軸索輸送 / 筋萎縮性側索硬化症 / 前頭側頭葉変性症

研究実績の概要

①ALS/FTLDモデルマウスに対するリボソーム蛋白質の保護効果の解析
ALS/FTLDモデルマウスを用いたリボソーム蛋白質の発現増加による神経保護効果を検証するため、患者関連変異型TDP-43およびリボソーム蛋白質翻訳促進因子である遺伝子Xを発現するアデノ随伴ウイルス（AAV）ベクターを生直後のマウス側脳室内に投与し、TDP-43過剰発現による運動症状出現の有無を経時的に観察した。投与後1年経った時点で変異型TDP-43発現マウスで運動麻痺症状が出現し始めており、今後引き続き観察を行う。遺伝子X発現マウスでは特に明らかな症状はみられていない。合わせて患者関連変異型TDP-43トランスジェニックマウスをJackson Laboratoryより導入し運動症状出現の有無を観察した。明らかな運動症状の出現なしに死亡する個体がみられ、今後他のトランスジェニックマウスの導入を含めた検討を行う。
またリボソーム蛋白質の発現を増加させる既存薬をリボソーム蛋白質遺伝子プロモーター領域を用いたルシフェラーゼレポーターアッセイを構築してライブラリーからのスクリーニングにより行い、約20種類の薬剤でリボソーム蛋白質の発現が3倍以上に増加することを確認した。
②ALS/FTLD患者剖検組織における局所蛋白質翻訳能障害と神経変性機構の解析
ALS/FTLD患者剖検組織として延髄錐体より運動神経軸索を採取し、リボソーム蛋白質mRNAの量を定量PCRにより測定したところ、複数のリボソーム蛋白質mRNAが有意にALS/FTLD患者群で減少していることを確認した。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ALS/FTLDモデルマウスの確立およびその症状観察、病理学的解析に時間がかかっており、引き続きいくつかの方法を用いて確立を目指す。

今後の研究の推進方策

今後他系統の導入も含めたALS/FTLDモデルマウスの確立を行うとともに、現在までに得られたリボソーム蛋白質発現促進薬剤のALS/FTLD治療薬としての可能性につき、in vitro、in vivoでのALS/FTLDモデルを用いた保護効果の確認により検証していく。

次年度使用額が生じた理由

（理由）
ALS/FTLDモデルマウスの確立、リボソーム蛋白質発現促進化合物のスクリーニングにやや手間取っており、その解析に必要な経費の支出がまだ行われておらず、支出額が当初計画よりも少なかった。
（使用計画）
次年度は効率的に研究を進め、本年度分と合わせて経費を支出する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Inhibition of collapsin response mediator protein-2 phosphorylation ameliorates motor phenotype of ALS model mice expressing SOD1G93A. (2019)
  • 著者名/発表者名: 3. Numata-Uematsu Y, Wakatsuki S, Nagano S, Shibata M, Sakai K, Ichinohe N, Mikoshiba K, Ohshima T, Yamashita N, Goshima Y, Araki T.
  • 雑誌名: Neurosci Res 巻: 139 ページ: 63-68
  • DOI: 10.1016/j.neures.2018.08.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrasonication-based rapid amplification of α-synuclein aggregates in cerebrospinal fluid. (2019)
  • 著者名/発表者名: 2. Kakuda K, Ikenaka K, Araki K, So M, Aguirre C, Kajiyama Y, Konaka K, Noi K, Baba K, Tsuda H, Nagano S, Ohmichi T, Nagai Y, Tokuda T, El-Agnaf O, Ogi H, Goto Y, Mochizuki H.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 9 ページ: 6001
  • DOI: 10.1038/s41598-019-42399-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] リボソームの機能促進による筋萎縮性側索硬化症の新規治療戦略. (2019)
  • 著者名/発表者名: 長野清一、望月秀樹．
  • 学会等名: 大阪大学先導的学際研究機構シンポジウム「未来医療を推進する革新的技術のフロンティア」
• [学会発表] Identification of target mRNA transported to axons by TDP-43. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagano S, Ueyama M, Nagai Y, Mochizuki H, Araki T.
  • 学会等名: 第15回成体脳ニューロン新生懇談会
• [学会発表] Regulation of TDP-43-mediated neurotoxicity by ribosome-related factors. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nagano S, Mochizuki H, Araki T.
  • 学会等名: 第59回日本神経学会学術大会
• [学会発表] Gene therapy for ALS. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nagano S.
  • 学会等名: 第24回日本遺伝子細胞治療学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Identification of target mRNA transported to axons by TDP-43. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nagano S, Ueyama M, Nagai Y, Mochizuki H, Araki T.
  • 学会等名: 143rd Annual Meeting of the American Neurological Association
  • 国際学会
• [学会発表] Regulation of TDP-43-mediated neurotoxicity by ribosome-related factors. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nagano S, Mochizuki H, Araki T.
  • 学会等名: 5th RNA Metabolism in Neurological Disease Conference
  • 国際学会
• [学会発表] ALSにおけるHGF治験． (2018)
  • 著者名/発表者名: 長野清一、割田 仁、望月秀樹、青木正志．
  • 学会等名: 第36回日本神経治療学会学術集会
  • 招待講演
• [図書] 神経変性疾患ハンドブック (2018)
  • 著者名/発表者名: 長野清一，望月秀樹．
  • 総ページ数: 406
  • 出版者: 南江堂
  • ISBN: 978-4-524-25617-4
• [産業財産権] 筋萎縮性側索硬化症を含む神経疾患の予防剤及び／又は治療剤 (2018)
  • 発明者名: 望月秀樹、長野清一、佐々木勉、鐘其静、岡田尚巳、平井幸彦
  • 権利者名: 望月秀樹、長野清一、佐々木勉、鐘其静、岡田尚巳、平井幸彦
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2018-141692