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2018 年度 実施状況報告書

インタラクトームを基盤とした神経変性疾患の多様性を生み出す要因の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17KT0131
研究機関同志社大学

研究代表者

山中 智行  同志社大学, 研究開発推進機構, 准教授 (00381575)

研究期間 (年度) 2017-07-18 – 2020-03-31
キーワード神経変性疾患 / αシヌクレイン / アミロイド線維
研究実績の概要

神経変性疾患では、例え同じ病因タンパク質が凝集・蓄積しても異なる病態、症状を示すことが知られている。病態の複雑性を生み出す発症機構の解明は、疾患多様性に対応した予防・治療への喫緊の課題である。病因タンパク質の1つ、αシヌクレインは、パーキンソン病、多系統萎縮症やレビー小体型認知症で凝集・蓄積する(シヌクレイノパチー)。共通の凝集・蓄積タンパク質がどのようにして多様な病態が生じるかは未だ不明であるが、最近、αシヌクレインが異なるアミロイド線維を形成しうることが報告されており、これとシヌクレイノパチー多様性との関連が指摘されている。昨年度までに、ヒトαシヌクレインと共に、7つのアミノ酸残基が異なるマウスαシヌクレインに着目し解析を進め、電子顕微鏡解析により、これら凝集体は異なったアミロイド線維構造を有することを見出し、国内学会のシンポジウムで発表した。今年度は、さらに、質量分析解析により、これら凝集体が異なるプロテアーゼコア領域を持つことを見出すとともに、ヒトαシヌクレインの53位のアラニンをスレオニンに置換するだけで、アミロイド線維の構造変換には十分であることを明らかとした。さらに、家族性のシヌクレイノパチーに関連した変異体6つについても、電子顕微鏡解析、質量分析解析を行い、これらが異なる構造をもつ凝集体を形成することを明らかとした。以上をまとめ、Biochim Biophys Acta、Biochem Biophys Res Communに誌上発表した(共責任著者)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

リコンビナントタンパク質を用いた解析から、αシヌクレイン凝集体が異なる構造・性質を持つアミロイド線維を形成していることを明らかとした。現在、培養細胞やマウス脳にこれら異なる凝集体を導入し、細胞内での凝集体の多様性について、生化学的解析を進めている。

今後の研究の推進方策

細胞内、マウス脳内の凝集体を生化学的に分離・精製し、これの網羅的質量解析を行い、アミロイド線維の構造依存的なインタラクトームを解明することにより、アミロイド線維の多様性がどのようにして異なる病態を引き起こすか、その分子機構の解明を目指す。

次年度使用額が生じた理由

これまでに、αシヌクレインのリコンビナントタンパク質を用いて、異なる凝集体を形成することを明らかとしてきた。また、これらを細胞内やマウス脳に導入し、凝集体を生化学的に分離・精製する方法もほぼ確立しつつある。次年度は、プロテオーム解析を行う予定であるが、そのためのタンパク質導入試薬や質量分析などに多額の費用が必要であり、このために研究費が必要となった。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] The University of Texas(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      The University of Texas
  • [雑誌論文] Sequence- and seed-structure-dependent polymorphic fibrils of alpha-synuclein2019

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Goki、Yamanaka Tomoyuki、Furukawa Yoshiaki、Kajimura Naoko、Mitsuoka Kaoru、Nukina Nobuyuki
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease

      巻: 19 ページ: 30065-1

    • DOI

      doi: 10.1016/j.bbadis.2019.02.013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biochemical and morphological classification of disease-associated alpha-synuclein mutants aggregates2019

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Goki、Yamanaka Tomoyuki、Furukawa Yoshiaki、Kajimura Naoko、Mitsuoka Kaoru、Nukina Nobuyuki
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 508 ページ: 729~734

    • DOI

      doi: 10.1016/j.bbrc.2018.11.200

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-coding RNA Neat1 and Abhd11os expressions are dysregulated in medium spiny neurons of Huntington disease model mice2018

    • 著者名/発表者名
      Park Hongsun、Miyazaki Haruko、Yamanaka Tomoyuki、Nukina Nobuyuki
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 18 ページ: 30551-0

    • DOI

      doi: 10.1016/j.neures.2018.10.013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid dissemination of alpha-synuclein seeds through neural circuits in an in-vivo prion-like seeding experiment2018

    • 著者名/発表者名
      Okuzumi Ayami、Kurosawa Masaru、Hatano Taku、Takanashi Masashi、Nojiri Shuuko、Fukuhara Takeshi、Yamanaka Tomoyuki、Miyazaki Haruko、Yoshinaga Saki、Furukawa Yoshiaki、Shimogori Tomomi、Hattori Nobutaka、Nukina Nobuyuki
    • 雑誌名

      Acta Neuropathologica Communications

      巻: 6 ページ: 96

    • DOI

      doi: 10.1186/s40478-018-0587-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Immuno-isolation of different ER membrane domains from cultured cells2018

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka T, Nishiyama R, Nukina N
    • 学会等名
      第70回日本細胞生物学会大会
  • [学会発表] Biochemical characterization of pathological ER domain isolated from cultured cells2018

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka T, Nukina N.
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Laboratory Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] A transcriptional factor involved in neurogenesis and degeneration2018

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka T
    • 学会等名
      Burke Neurological Institute Special Seminar
    • 招待講演
  • [備考] 同志社大学大学院脳科学研究科認知記憶加齢部門

    • URL

      http://brainscience.doshisha.ac.jp/introduction/pat/ca.html

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公開日: 2019-12-27  

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