モデルショウジョウバエを用いたALSの分子病態の解明と新規標的治療薬の開発

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K19519
• 研究機関: 京都府立医科大学
• 研究代表者: 東 裕美子 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (00453093)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 筋萎縮性側索硬化症 / ショウジョウバエ / 遺伝学 / 神経変性疾患 / FUS / FIG4

研究実績の概要

今年度我々は家族性ALSの原因遺伝子であるFused in Sarcoma(FUS)のショウジョウバエホモログであるCabeza(Caz)のノックダウンモデルと家族性ALSの危険因子でありCharcot-Marie-Tooth(CMT)病の原因遺伝子であるFactor-induced-Gene4(FIG4)のショウジョウバエホモログであるdFIG4のノックダウンモデルを用いて、複数のALSの病態に関わる因子に共通して作用する遺伝子を探索しALSの病因に関わる共通経路を見出すことを目的とした。
(1) ALSの危険因子であり、CMTの原因遺伝子であるFIG4のショウジョウバエホモログdFIG4のノックダウンモデルを我々は樹立している(Exp Neurol. 2016 Mar;277:86-95)。引き続き行っている遺伝学的スクリーニングから、dFIG4モデルの表現型を修飾する新たな遺伝子としてHippo (hpo) (ヒトホモログMST)を同定した。HpoはdFIG4モデルで認められる運動障害、神経変性、リソソームの拡大などの表現型を改善することを明らかにし報告した。
(2) Cazのloss-of-functionモデルで観察される成虫複眼の形態異常を指標とした遺伝学的スクリーニングから、Cazと相互作用する新たな遺伝子hpoを同定した。我々の結果では、hpoの機能を低下させるとcazの機能喪失によって引き起こされる複眼の形態異常、運動能力低下、神経筋接合部におけるsynaptic branch及びsynaptic boutonの減少が改善した。さらに、hpoの機能を低下させることにより、核内で低下したCazが、再び核内で部分的に機能していることを免疫組織学的及びタンパク化学的分析により明らかにした。他結果を合わせALSの病因に関わる重要な共通分子としてMSTを見出し報告した。

研究成果

• [雑誌論文] Hippo, Drosophila MST, is a novel modifier of motor neuron degeneration induced by knockdown of Caz, Drosophila FUS. (2018)
  • 著者名/発表者名: Azuma Y, Tokuda T, Kushimura Y, Yamamoto I, Mizuta I, Mizuno T, Nakagawa M, Ueyama M, Nagai Y, Iwasaki Y, Yoshida M, Pan D, Yoshida H, Yamaguchi M.
  • 雑誌名: Exp Cell Res 巻: 371 ページ: 311-321
  • DOI: 10.1016/j.yexcr.2018.08.001.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Loss-of-function mutation in Hippo suppressed enlargement of lysosomes and neurodegeneration caused by dFIG4 knockdown. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kushimura Y, Azuma Y, Mizuta I, Muraoka Y, Kyotani A, Yoshida H, Tokuda T, Mizuno T, Yamaguchi M.
  • 雑誌名: Neuroreport 巻: 29 ページ: 856-862
  • DOI: 10.1097/WNR.0000000000001044.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] verexpression of ter94, Drosophila VCP, improves motor neuron degeneration induced by knockdown of TBPH, Drosophila TDP-43. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kushimura Y, Tokuda T, Azuma Y, Yamamoto I, Mizuta I, Mizuno T, Nakagawa M, Ueyama M, Nagai Y, Yoshida H, Yamaguchi M.
  • 雑誌名: Am J Neurodegener Dis 巻: 7 ページ: 11-31
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] NPM-hMLF1 fusion protein suppresses defects of a Drosophila FTLD model expressing the human FUS gene. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto I, Azuma Y, Kushimura Y, Yoshida H, Mizuta I, Mizuno T, Ueyama M, Nagai Y, Tokuda T, Yamaguchi M.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 8 ページ: 11291
  • DOI: 10.1038/s41598-018-29716-9.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genetic screening of the genes interacting with Drosophila FIG4 identified a novel link between CMT-causing gene and long noncoding RNAs. (2018)
  • 著者名/発表者名: Muraoka Y, Nakamura A, Tanaka R, Suda K, Azuma Y, Kushimura Y, Lo Piccolo L, Yoshida H, Mizuta I, Tokuda T, Mizuno T, Nakagawa M, Yamaguchi M.
  • 雑誌名: Exp Neurol 巻: 310 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1016/j.expneurol.2018.08.009.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel Drosophila model for mitochondrial diseases by targeting of a solute carrier protein SLC25A46. (2018)
  • 著者名/発表者名: Suda K, Ueoka I, Azuma Y, Muraoka Y, Yoshida H, Yamaguchi M.
  • 雑誌名: Brain Res 巻: 1689 ページ: 30-44
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2018.03.028.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel roles of Drosophila FUS and Aub responsible for piRNA biogenesis in neuronal disorders. (2018)
  • 著者名/発表者名: Wakisaka K.T, Tanaka R, Hirashima T, Muraoka Y, Azuma Y, Yoshida H, Tokuda T, Asada S, Suda K, Ichiyanagi K, Ohno S, Itoh M, Yamaguchi M.
  • 雑誌名: Brain Res 巻: 1708 ページ: 207-219
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2018.12.028. Epub 2018 Dec 19.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] The loss-of-function mutation of Hippo improves enlargement of lysosome and neurodegeneration caused by dFIG4 knockdown. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kushimura Y, Azuma Y, Mizuta I, Muraoka Y, Kyotani A, Yoshida H, Tokuda T, Mizuno T, Yamaguchi M.
  • 学会等名: 16th Asian Oceanian Congress of Neurology.
• [学会発表] ショウジョウバエCMT原因遺伝子dFIG4と遺伝学的に相互作用する遺伝子の同定. (2018)
  • 著者名/発表者名: 村岡夕香,中村綾,田中領,須田晃治郎,東裕美子,櫛村由紀恵, Luca Lo Piccolo,吉田英樹, 水田依久子,徳田隆彦,水野敏樹,山口政光.
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会
• [学会発表] ALSモデルバエにおけるpiRNA産生に応答した，ショウジョウバエFUSとAubの新規の役割. (2018)
  • 著者名/発表者名: 脇坂啓子, 田中領,平島智貴,村岡夕香,東裕美子, 吉田英樹, 徳田隆彦, 浅田賢志, 須田晃治郎, 伊藤雅信, 山口政光.
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会
• [図書] Drosophila models of human diseases. Masamitsu Yamaguchi Editor (chapter 6 Amyotrophic Lateral Sclerosis model) (2018)
  • 著者名/発表者名: Azuma Y, Mizuta I, Tokuda T, and Mizuno T.
  • 総ページ数: 301 (chapter 6: 17)
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 978-981-13-0528-3