孤発性ALSにおける小胞制御異常の病態解明と治療法開発

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K15480
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 勝野 雅央 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (50402566)
• 研究分担者: 石垣 診祐 名古屋大学, 医学系研究科, 寄附講座助教 (40378170)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 運動ニューロン疾患 / TDP-43 / インスリン / エクソサイトーシス

研究実績の概要

筋萎縮性側索硬化症（ALS）は急速に運動機能障害が進行する神経難病である。ALS患者運動ニューロンではTDP-43の核局在が障害されており、核におけるTDP-43の機能喪失が病態に寄与していることが推定されているが、その詳細は不明である。予備的検討において、ALS患者ではインスリン分泌が低下していることが明らかとなっている。本研究ではインスリン分泌機構におけるTDP-43の役割を明らかにすることを目的として細胞・マウスを用いた解析を行なった。膵臓beta細胞株（MIN6）において、RNAiによりTDP-43をノックダウンしてインスリン分泌機能を評価したところ、インスリン分泌能は、低グルコースKRB buffer (2.8mM) と高グルコースKRB buffer (16.7mM) の刺激を行いHTRF (Homogeneous Time Resolved Fluorescense) 法を用いて上清中のインスリン量 (release) および上清回収後のインスリン含有量 (content) を測定し、release/content (%) を算出することによりインスリン分泌能を測定した。その結果、TDP-43をノックダウンしたMIN6細胞ではインスリン分泌能が低下しており、KCl負荷による検討によっても同様の結果が得られた。全反射照明蛍光顕微鏡（TIRF）イメージングでインスリン分泌を可視化解析したところ、TDP-43のノックダウンにより第一相性インスリン開口放出障害が見られた。さらに、AAV-CreをTDP-43-floxマウスの腹腔内投与することによってマウス膵beta細胞でTDP-43をノックし、糖負荷試験を行なったところ耐糖能異常がみられたことから、in vivoでもTDP-43がbeta細胞によるインスリン分泌に寄与していることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Altered Tau Isoform Ratio Caused by Loss of FUS and SFPQ Function Leads to FTLD-like Phenotypes. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishigaki S, Fujioka Y, Okada Y, Riku Y, Udagawa T, Honda D, Yokoi S, Endo K, Ikenaka K, Takagi S, Iguchi Y, Sahara N, Takashima A, Okano H, Yoshida M, Warita H, Aoki M, Watanabe H, Okado H, Katsuno M, Sobue G.
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: 18(5) ページ: 1118-1131
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2017.01.013.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Decreased Peak Expiratory Flow Associated with Muscle Fiber-Type Switching in Spinal and Bulbar Muscular Atrophy. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamada S, Hashizume A, Hijikata Y, Inagaki T, Suzuki K, Kondo N, Kawai K, Noda S, Nakanishi H, Banno H, Hirakawa A, Koike H, Halievski K, Jordan CL, Katsuno M, Sobue G.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 11(12) ページ: e0168846
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0168846.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Exosome secretion is a key pathway for clearance of 1 pathological TDP-43. (2016)
  • 著者名/発表者名: Iguchi Y, Eid L, Parent M, Soucy G, Bareil C, Riku Y, Kawai K, Takagi S, Yoshida M, Katsuno M, Sobue G, Julien JP.
  • 雑誌名: Brain 巻: 139(Pt 12) ページ: 3187-3201
  • DOI: 10.1093/brain/aww237
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 神経変性疾患モデルにおけるタクロリムスとその誘導体の治療効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤内玄規, 勝野雅央, 足立弘明, 佐橋健太郎, 近藤直英, 中辻秀朗, 飯田円, 祖父江元
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県 横浜市)
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [学会発表] Loss of SFPQ, an intra-nuclear counterpart of FUS cause FTLD-like phenotypes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujioka Y, Ishigaki S, Yokoi S, Honda D, Okado H, Watanabe H, Katsuno M, Sobue G.
  • 学会等名: Neuroscience 2016
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2016-11-12 – 2016-11-16
  • 国際学会
• [学会発表] Accumulation of phosphorylated tau in neurons in FUS-silenced mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishigaki S, Fujioka Y, Honda D, Yokoi S, Endo K, Okado H, Watanabe H, Katsuno M, Takashima A, Sobue G.
  • 学会等名: Neuroscience 2016
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2016-11-12 – 2016-11-16
  • 国際学会
• [学会発表] 神経変性疾患の発症前病態と先制治療の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 勝野雅央
  • 学会等名: 日本内科学会東海支部主催第66回生涯教育講演会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知県 名古屋市)
  • 年月日: 2016-10-16 – 2016-10-16
  • 招待講演