iPS細胞を用いたGFPT1先天性筋無力症の病態解析および治療研究

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17K07094
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 伊藤 美佳子 名古屋大学, 医学系研究科, 特任講師 (60444402)
• 研究分担者: 大河原 美静 名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (80589606)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: GFPT1 / 先天性筋無力症候群

研究実績の概要

先天性筋無力症候群(CMS)は神経筋接合部に発現する先天的分子欠損症により神経筋伝達障害が起こる疾患群である。CMS の原因分子の一つに、タンパクや脂質の糖化酵素であるGFPT1(Glutamine:Fructose-6-Phosphate Transaminase 1)の変異があり、肢帯型の筋力低下が特徴である。骨格筋ではsplicingされるexon9の54塩基が含まれるGFPT1-L isoformが形成され、酵素活性が減少する。本研究ではGFPT1-L の骨格筋での役割を明らかにするため、exon9をskipさせたモデルマウスGfpt1-L-/-を作製し、表現型解析を行った。運動試験の結果Gfpt1-L-/-は12ヶ月齢になると体重が増加し、筋力・運動能が減弱した。病理像では 、アセチルコリンレセプター (AChR)のクラスタリングが減少し断片化が見られた。CTスキャン画像解析では、Gfpt1-L-/-の皮下および内臓脂肪組織の減少を示したが、有意な筋萎縮は観察されなかった。一方、骨格筋でのミトコンドリア代謝のマーカータンパク量は減少を示し、脂質の利用の低下によるミトコンドリア代謝の減少が示唆された。
次に、CMS患者においてGFPT1 c.722^723insG変異を同定した。これはalternatively spliced exon 9内の変異であり、reading frameを変えてpremature stop codonをexon10内に導く。患者変異と同様の716^717insGモデルマウスを作製したところ、運動機能の低下、O-GlucNAcを介したグリコシル化タンパク質の量の減少、AChRクラスターの断片化、中心核を持つ筋細胞の増加、筋萎縮、筋線維間腔の増加など、患者と同様の表現型を示した。このモデルマウスを用いて、治療法開発への応用が期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] tRIP‐seq reveals repression of premature polyadenylation by co‐transcriptional FUS‐U1 snRNP assembly (2020)
  • 著者名/発表者名: Masuda Akio、Kawachi Toshihiko、Takeda Jun‐ichi、Ohkawara Bisei、Ito Mikako、Ohno Kinji
  • 雑誌名: EMBO reports 巻: 21 ページ: e00797-20
  • DOI: 10.15252/embr.201949890
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Meta‐Analysis of Gut Dysbiosis in Parkinson's Disease (2020)
  • 著者名/発表者名: Nishiwaki Hiroshi、Ito Mikako、Ishida Tomohiro、Hamaguchi Tomonari、Maeda Tetsuya、Kashihara Kenichi、Tsuboi Yoshio、Ueyama Jun、Shimamura Teppei、Mori Hiroshi、Kurokawa Ken、Katsuno Masahisa、Hirayama Masaaki、Ohno Kinji
  • 雑誌名: Movement Disorders 巻: 35 ページ: 1626～1635
  • DOI: 10.1002/mds.28119
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zonisamide ameliorates neuropathic pain partly by suppressing microglial activation in the spinal cord in a mouse model (2020)
  • 著者名/発表者名: Koshimizu Hiroyuki、Ohkawara Bisei、Nakashima Hiroaki、Ota Kyotaro、Kanbara Shunsuke、Inoue Taro、Tomita Hiroyuki、Sayo Akira、Kiryu-Seo Sumiko、Konishi Hiroyuki、Ito Mikako、Masuda Akio、Ishiguro Naoki、Imagama Shiro、Kiyama Hiroshi、Ohno Kinji
  • 雑誌名: Life Sciences 巻: 263 ページ: 118577～118577
  • DOI: 10.1016/j.lfs.2020.118577
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene Expression Profile at the Motor Endplate of the Neuromuscular Junction of Fast-Twitch Muscle (2020)
  • 著者名/発表者名: Huang Kun、Li Jin、Ito Mikako、Takeda Jun-Ichi、Ohkawara Bisei、Ogi Tomoo、Masuda Akio、Ohno Kinji
  • 雑誌名: Frontiers in Molecular Neuroscience 巻: 13 ページ: 154
  • DOI: 10.3389/fnmol.2020.00154
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of Qk as a Glial Precursor Cell Marker that Governs the Fate Specification of Neural Stem Cells to a Glial Cell Lineage (2020)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi Akihide、Takahashi Yuji、Iida Kei、Hosokawa Motoyasu、Irie Koichiro、Ito Mikako、Brown J.B.、Ohno Kinji、Nakashima Kinichi、Hagiwara Masatoshi
  • 雑誌名: Stem Cell Reports 巻: 15 ページ: 883～897
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2020.08.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Short-Chain Fatty Acid-Producing Gut Microbiota Is Decreased in Parkinson’s Disease but Not in Rapid-Eye-Movement Sleep Behavior Disorder (2020)
  • 著者名/発表者名: Nishiwaki Hiroshi、Hamaguchi Tomonari、Ito Mikako、Ishida Tomohiro、Maeda Tetsuya、Kashihara Kenichi、Tsuboi Yoshio、Ueyama Jun、Shimamura Teppei、Mori Hiroshi、Kurokawa Ken、Katsuno Masahisa、Hirayama Masaaki、Ohno Kinji
  • 雑誌名: mSystems 巻: 5 ページ: e00797-20
  • DOI: 10.1128/mSystems.00797-20
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Inhibition of cyclooxygenase-1 by nonsteroidal anti-inflammatory drugs demethylates MeR2 enhancer and promotes Mbnl1 transcription in myogenic cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Huang Kun、Masuda Akio、Chen Guiying、Bushra Samira、Kamon Masayoshi、Araki Toshiyuki、Kinoshita Masanobu、Ohkawara Bisei、Ito Mikako、Ohno Kinji
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: 154
  • DOI: 10.1038/s41598-020-59517-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Freeze-drying enables homogeneous and stable sample preparation for determination of fecal short-chain fatty acids (2020)
  • 著者名/発表者名: Ueyama Jun、Oda Masaya、Hirayama Masaaki、Sugitate Kuniyo、Sakui Norihiro、Hamada Risa、Ito Mikako、Saito Isao、Ohno Kinji
  • 雑誌名: Analytical Biochemistry 巻: 589 ページ: 113508～113508
  • DOI: 10.1016/j.ab.2019.113508
  • 査読あり
• [雑誌論文] Author Correction: Mianserin suppresses R-spondin 2-induced activation of Wnt/β-catenin signaling in chondrocytes and prevents cartilage degradation in a rat model of osteoarthritis (2020)
  • 著者名/発表者名: Okura Toshiaki、Ohkawara Bisei、Takegami Yasuhiko、Ito Mikako、Masuda Akio、Seki Taisuke、Ishiguro Naoki、Ohno Kinji
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: 2995
  • DOI: 10.1038/s41598-020-60112-4
  • 査読あり / オープンアクセス