質量分析イメージングを用いたαシヌクレインのプリオノイド化メカニズムの解明

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K19658
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 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): 2017-06-30 – 2020-03-31
• キーワード: 脳神経疾患 / 蛋白質 / 脂質 / 分析科学 / 質量顕微鏡

研究実績の概要

本研究では、パーキンソン病（PD）、レビー小体型認知症（DLB）、多系統委縮症（MSA）などのシヌクレイノパチーにおけるαSynの凝集・プリオノイド化の誘因として脂質に着目し、αSynのプリオノイド化、脳内伝播メカニズムを解明することを目的として、以下の研究を行った。
１）質量分析イメージングを用いたレビー小体に蓄積する脂質成分の同定
シヌクレイノパチー患者脳内のレビー小体において、αSynと共に蓄積している脂質成分を同定することを目的として、連携研究者の瀬藤光利博士との共同研究にて、PD、MSA患者脳凍結切片の質量分析イメージング解析を試みた。しかしながら、空間解像度が十分ではなく、レビー小体周辺に蓄積する脂質の同定は困難であった。
２）αSynのプリオノイド化を規定する生体内脂質の同定
αSynの生体内における動態を可視化するために、新規のレポーターショウジョウバエの作成を行った。様々な組織特異的特異的GAL4ドライバー系統とαSynA53T-mCherryを発現するドナーショウジョウバエとの交配を行ったところ、いずれのGAL4ドライバー系統でもアクセプター側のαSyn-GFPの明らかな凝集体形成は認めなかった。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

質量分析イメージング解析の空間解像度が十分ではなく、レビー小体周辺に限定した解析が困難であった。

今後の研究の推進方策

質量分析イメージング解析については、レビー小体に限定せずに、様々な脳部位ごとのイメージング解析か、もしくは脳部位ごとのライセートを用いた生化学的な質量分析解析に変更することを検討する。
αSyn伝播レポーターショウジョウバエについては、アクセプター側をGFPを融合しないαSyn単独へ変更することを検討する。

次年度使用額が生じた理由

質量分析イメージング解析が、当初の予定通りに進まなかった。凍結脳切片標本を用いて、再度様々な脳部位についての質量分析イメージング解析を行う。

研究成果

• [雑誌論文] Ultrasonication-based rapid amplification of α-synuclein aggregates in cerebrospinal fluid (2019)
  • 著者名/発表者名: Kakuda Keita、Ikenaka Kensuke、Araki Katsuya、So Masatomo、Aguirre C?sar、Kajiyama Yuta、Konaka Kuni、Noi Kentaro、Baba Kousuke、Tsuda Hiroshi、Nagano Seiichi、Ohmichi Takuma、Nagai Yoshitaka、Tokuda Takahiko、El-Agnaf Omar M. A.、Ogi Hirotsugu、Goto Yuji、Mochizuki Hideki
  • 雑誌名: Scientific Reports 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 / 国際共著
• [雑誌論文] Sleep Disturbance as a Potential Modifiable Risk Factor for Alzheimer’s Disease (2019)
  • 著者名/発表者名: Minakawa Eiko、Wada Keiji、Nagai Yoshitaka
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 20 ページ: 803～803
  • DOI: 10.3390/ijms20040803
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Supplemental Treatment for Huntington’s Disease with miR-132 that Is Deficient in Huntington’s Disease Brain (2018)
  • 著者名/発表者名: Fukuoka Masashi、Takahashi Masaki、Fujita Hiromi、Chiyo Tomoko、Popiel H. Akiko、Watanabe Shoko、Furuya Hirokazu、Murata Miho、Wada Keiji、Okada Takashi、Nagai Yoshitaka、Hohjoh Hirohiko
  • 雑誌名: Molecular Therapy - Nucleic Acids 巻: 11 ページ: 79～90
  • DOI: 10.1016/j.omtn.2018.01.007
  • 査読あり
• [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 Itaru、Azuma Yumiko、Kushimura Yukie、Yoshida Hideki、Mizuta Ikuko、Mizuno Toshiki、Ueyama Morio、Nagai Yoshitaka、Tokuda Takahiko、Yamaguchi Masamitsu
  • 雑誌名: Scientific Reports 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] 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 Yumiko、Tokuda Takahiko、Kushimura Yukie、Yamamoto Itaru、Mizuta Ikuko、Mizuno Toshiki、Nakagawa Masanori、Ueyama Morio、Nagai Yoshitaka、Iwasaki Yasushi、Yoshida Mari、Pan Duojia、Yoshida Hideki、Yamaguchi Masamitsu
  • 雑誌名: Experimental Cell Research 巻: 371 ページ: 311～321
  • DOI: 10.1016/j.yexcr.2018.08.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Developing biomarkers for neurodegenerative diseases using genetically-modified common marmoset models (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomioka Ikuo、Nagai Yoshitaka、Seki Kazuhiko
  • 雑誌名: Neural Regeneration Research 巻: 13 ページ: 1189～1189
  • DOI: 10.4103/1673-5374.235028
  • 査読あり
• [学会発表] Establishment of slowly progressive Parkinson's disease marmoset model by α-synuclein fibril injection. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yabumoto T., Baba K., Hayakawa H., Yoshida F., Uehara T., Nakatani R., Ikenaka K., Tsuda H., Nagano S., Nagai Y., Hamanaka H., Hirata M., Mochizuki H.
  • 学会等名: The 143rd Annual Meeting of the American Neurological Association
  • 国際学会
• [学会発表] Establishment of α-synuclein transgenic Drosophila model by site-specific transgenesis. (2018)
  • 著者名/発表者名: 堺竜介、鈴木マリ、上山盛夫、武内敏秀、永井義隆、望月秀樹
  • 学会等名: 第59回 日本神経学会学術大会
• [学会発表] DNAJC13 mutation aggravates alpha-synuclein-induced toxicity through perturbation of trafficking. (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉田隼、長谷川隆文、鈴木マリ、菅野直人、小林潤平、上山盛夫、福田光則、藤林明美、関口清俊、江面道典、菊池昭夫、馬場徹、武田篤、望月秀樹、永井義隆、青木正志
  • 学会等名: 第59回 日本神経学会学術大会
• [学会発表] 迅速化凝集アッセイと線虫モデルの組み合わせによるシヌクレイン凝集阻害薬スクリーニング (2018)
  • 著者名/発表者名: 池中建介、角田渓太、馬場孝輔、荒木克哉、武内敏秀、園田静夏、永井義隆、後藤祐児、望月秀樹
  • 学会等名: 第12回 パーキンソン病・運動障害疾患コングレス
• [学会発表] α-synuclein aggregation and propagation in the marmoset brain deteriorates its motor function. (2018)
  • 著者名/発表者名: 薮本大紀、馬場孝輔、早川英規、池中建介、吉田史章、上原拓也、仲谷利栄、宮内英昭、津田浩史、長野清一、濱中裕喜、永井義隆、平田雅之、望月秀樹
  • 学会等名: 第41回 日本神経科学会
• [備考] 大阪大学大学院医学系研究科 神経難病認知症探索治療学寄附講座
  • URL: http://www2.med.osaka-u.ac.jp/neurother/