多発性硬化症モデルマウスにおける小胞体ストレス応答因子ATF6betaの重要性

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K06500
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 堀 修 金沢大学, 医学系, 教授 (60303947)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 脱髄疾患 / 小胞体ストレス / 神経変性

研究実績の概要

RT-qPCR及びin situ hybridization、ウエスタンブロットの結果から、ATF6betaは中枢神経系では主に神経細胞に発現していること、小胞体ストレスによりATF6betaの発現、及び活性が増加することが確認された。そこで、野生型及びATF6beta KOマウス由来培養神経細胞を用いて、小胞体ストレス下で起こる細胞死について比較した。細胞死を検出するPI染色、アポトーシスを検出する活性型caspase3に対する免疫細胞化学などを行った結果、ツニカマイシン、またはタプシガルギン誘導性の神経細胞死の割合が後者で増強していることが明らかになった。更に、そのメカニズムについて解析した結果、ATF6betaが細胞内のCa恒常性維持に関わり、小胞体ストレス由来の細胞死を抑制している可能性が示唆された。次に、ATF6betaの神経保護作用をマウス個体レベルで確認するため、カイニン誘導性海馬神経細胞死モデルを作製した。具体的には、カイニン酸を野生型、及びATF6beta KOマウスの脳内に注入し、その後1日、及び3日の段階で還流固定を行い、更に脳凍結切片を作製した。ニッスル染色、活性型caspase3に対する免疫組織化学などを行った結果、同モデルにおいて認められる海馬（CA3領域）神経細胞死が、やはりATF6beta KOマウスで増強していることが明らかになった。また、そのメカニズムについても、ATF6betaが細胞内のCa恒常性維持に関わり、カイニン酸による神経過活動を抑制することでその後起こる神経細胞死を防いでいることが示唆された。それらのこれらのことから、ATF6betaは小胞体ストレスが関連する脱髄疾患モデルにおいても、少なくとも一部は神経保護作用によりその症状を改善している可能性が示唆された。

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

これまでATF6beta KOマウス、及び同マウス由来培養神経細胞を用いた解析が予定通り実施され、ATF6betaが小胞体ストレスに対して神経保護作用を示すこと、更にそのメカニズムについて明らかにすることができた。

今後の研究の推進方策

今後、ATF6betaがいかにして神経およびオリゴデンドロサイトに対して保護作用を示すかについて、直接オリゴデンドロサイトを障害するクプリゾン誘導性脱髄モデルなどを用いて検討する予定である。

次年度使用額が生じた理由

計画的に執行した結果、端数が生じた。次年度、有効に使用する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Does the superior fronto-occipital fascicle exist in the human brain? Fiber dissection and brain functional mapping in 90 patients with gliomas. (2020)
  • 著者名/発表者名: Liu X, Kinoshita M, Shinohara H, Hori O, Ozaki N, Nakada M
  • 雑誌名: Neuroimage Clin 巻: 25 ページ: 102192
  • DOI: 10.1016/j.nicl.2020.102192.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] CD38, CD157, and RAGE as Molecular Determinants for Social Behavior. (2019)
  • 著者名/発表者名: .Higashida H, Hashii M, Tanaka Y, Matsukawa S, Higuchi Y, Gabata R, Tsubomoto M, Seishima N, Teramachi M, Kamijima T, Hattori T, Hori O, Tsuji C, Cherepanov SM, Shabalova AA, Gerasimenko M, Minami K, Yokoyama S, Munesue SI, Harashima A, Yamamoto Y, Salmina AB, Lopatina O.
  • 雑誌名: Cells. 巻: 9(1) ページ: 62
  • DOI: 10.3390/cells9010062.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Neuroprotective Effects of Endogenous Secretory Receptor for Advanced Glycation End-products in Brain Ischemia (2019)
  • 著者名/発表者名: Yu Shimizu, Ai Harashima, Seiichi Munesue, Masahiro Oishi, Tsuyoshi Hattori, Osamu Hori, Yasuko Kitao, Hiroshi Yamamoto, Nontaphat Leerach, Mitsutoshi Nakada, Yasuhiko Yamamoto, Yasuhiko Hayashi
  • 雑誌名: Aging and Disease 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Soluble receptor for advanced glycation end products as a biomarker of symptomatic vasospasm in subarachnoid hemorrhage. (2019)
  • 著者名/発表者名: Aida Y, Kamide T, Ishii H, Kitao Y, Uchiyama N, Nakada M, Hori O.
  • 雑誌名: J Neurosurg. 巻: Nov 1 ページ: :1-9
  • DOI: 10.3171/2019.8.JNS191269.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Deletion of CD38 Suppresses Glial Activation and Neuroinflammation in a Mouse Model of Demyelination. (2019)
  • 著者名/発表者名: Roboon J, Hattori T, Ishii H, Takarada-Iemata M, Le TM, Shiraishi Y, Ozaki N, Yamamoto Y, Sugawara A, Okamoto H, Higashida H, Kitao Y, Hori O.
  • 雑誌名: Front Cell Neurosci. 巻: 13 ページ: 258
  • DOI: 10.3389/fncel.2019.00258
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Caspase-1 initiates apoptosis in the absence of gasdermin D (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya K Nakajima S, Hosojima S, Nguyen DT, Hattori T, Le TM, Hori O, Mahib MR, Yamaguchi Y, Miura M, Kinoshita T, Kushiyama H, Sakurai M, Shiroishi T, Suda T
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 10(1) ページ: 2091
  • DOI: 10.1038/s41467-019-09753-2.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Neuroprotective role of glial ATF6α pathway in optic nerve injury (2019)
  • 著者名/発表者名: 宝田美佳、堀修
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会・第62回日本神経化学会合同年会
• [学会発表] 脳発達と社会性行動におけるアストロサイトCD38の役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 服部剛志、堀修
  • 学会等名: 第49回日本神経精神薬理学会
  • 招待講演
• [学会発表] DAMPs-dependent neutrophil migration is critical pathology in cerebral vasospasm after SAH (2019)
  • 著者名/発表者名: 石井宏史、堀修
  • 学会等名: 第62回日本脳循環代謝学会
  • 招待講演
• [学会発表] 脳梗塞後のグリアストレス応答を介した神経血管保護作用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 第42回日本分子生物学会
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会
  • 招待講演
• [備考] 金沢大学医薬保健研究域医学系 神経解剖学
  • URL: http://med03.w3.kanazawa-u.ac.jp/