加齢によるオートファジー不全の原因解明とその制御による神経変性疾患の治療法開発

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K07987
• 研究機関: 公益財団法人東京都医学総合研究所
• 研究代表者: 鈴木 マリ 公益財団法人東京都医学総合研究所, 運動・感覚システム研究分野, 主任研究員 (20455405)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: オートファジー / ショウジョウバエ

研究実績の概要

研究代表者は神経変性疾患の治療法としてオートファジーの活性化が有望であると考え、オートファジー抑制タンパク質Rubiconに着目した。本研究の一つ目の課題は、RubiconとVps34の相互作用を阻害する低分子化合物の同定である。Rubiconは全長972アミノ酸の比較的大きな膜蛋白質であるため、スクリーニングに用いる精製蛋白質の調製が困難であることが予想された。そこで、RubiconはRUNドメインを介してVps34と相互作用する（Sun Q et al., J Biol Chem 2011）との報告を基に、RUNドメインのみを相互作用スクリーニングに用いることが可能であるか検討した。前提条件としてRubiconの生理機能発現にRUNドメインが必須であるかを確認するため、野生型またはRUNドメインを欠くRubiconを過剰発現するショウジョウバエを作製してPolyQ病モデルに対する影響を評価した。その結果、予想に反して、RUNドメインを欠くRubiconも野生型Rubiconと同様の作用を示すことが明らかとなった。以上から、化合物スクリーニングには全長Rubicon精製蛋白質を用いることが必要であることが示唆された。本研究のもう一つの課題は、加齢に伴いRubicon発現量が増加するメカニズムを解明することである。加齢に伴うRubiconの翻訳後修飾変化を検討するためには若齢および加齢個体のRubicon蛋白質の精製が必要であるが、保有している自作抗体では精製が困難である。そこで、HAタグ付きRubiconを発現するショウジョウバエを用いて、内在のRubiconと同様にmRNA量の変化を伴わず蛋白質量が増加することを確認した。

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

おおむね当初の予定に沿って研究を進めることができているため。

今後の研究の推進方策

今後も当初の研究計画に従い本研究課題を推進する予定である。

次年度使用額が生じた理由

本年度中に１）薬剤スクリーニング用の検出試薬キットと化合物ライブラリーの購入、２）精製Rubiconの翻訳後修飾解析の外注に至らなかったため、当該支出分を次年度に使用する。

研究成果

• [雑誌論文] Arylsulfatase A, a genetic modifier of Parkinson’s disease, is an α-synuclein chaperone. (2019)
  • 著者名/発表者名: Lee JS, Kanai K, Suzuki M, Kim WS, Yoo HS, Fu YH, Kim DK, Jung BC, Choi M, Oh KW, Li Y, Nakatani M, Nakazato T, Sekimoto S, Funayama M, Yoshino H, Kubo S, Nishioka K, Sakai R, Ueyama M, Mochizuki H, Lee HJ, Sardi SP, Halliday GM, Nagai Y, Lee PH, Hattori N, Lee SJ
  • 雑誌名: Brain 巻: 142 ページ: 2845-2859
  • DOI: 10.1093/brain/awz205
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Glycolaldehyde induces sensory neuron death through activation of the c-Jun N-terminal kinase and p-38 MAP kinase pathways. (2019)
  • 著者名/発表者名: Akamine T, Takaku S, Suzuki M, Niimi N, Yako H, Matoba K, Kawanami D, Utsunomiya K, Nishimura R, Sango K
  • 雑誌名: Histochemistry and cell biology 巻: 153 ページ: 111-119
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s00418-019-01830-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppression of autophagic activity by Rubicon is a signature of aging. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S, Oba M, Suzuki M, Takahashi A, Yamamuro T, Fujiwara M, Ikenaka K, Minami S, Tabata N, Yamamoto K, Kubo S, Tokumura A, Akamatsu K, Miyazaki Y, Kawabata T, Hamasaki M, Fukui K, Sango K, Watanabe Y, Takabatake Y, Kitajima TS, Okada Y, Mochizuki H, Isaka Y, Antebi A, Yoshimori T
  • 雑誌名: Nature communications 巻: 10 ページ: 847
  • DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-019-08729-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] E46K mutant α-synuclein is more degradation resistant and exhibits greater toxic effects than wild-type α-synuclein in Drosophila models of Parkinson's disease. (2019)
  • 著者名/発表者名: Sakai R, Suzuki M, Ueyama M, Takeuchi T, Minakawa E, Hayakawa H, Baba K, Mochizuki H, Nagai Y
  • 雑誌名: PloS one 巻: 14 ページ: e0218261
  • DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0218261
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lipids as trans-acting effectors for α-synuclein in the pathogenesis of Parkinson’s disease (2019)
  • 著者名/発表者名: Ikenaka K, Suzuki M, Mochizuki H, Nagai Y
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroscience 巻: 13 ページ: Article 693
  • DOI: https://doi.org/10.3389/fnins.2019.00693
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 食餌制限が神経変性疾患モデルショウジョウバエの神経変性を改善する分子メカニズムの解明. (2020)
  • 著者名/発表者名: 鈴木マリ, Anne-Marie Neumann, 斉藤勇二, 藤掛伸宏, 和田圭司, 三五一憲, 永井義隆
  • 学会等名: 第34回日本糖尿病・肥満動物学会年次学術集会
• [学会発表] Proteostasis in aging and neurodegenerative diseases. (2019)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M.
  • 学会等名: NEURO2019（第42回日本神経科学大会・第62回日本神経化学会大会）
  • 招待講演
• [学会発表] ショウジョウバエを用いた神経変性疾患研究. (2019)
  • 著者名/発表者名: 鈴木マリ
  • 学会等名: 第789回九州大学生体防御医学研究所セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] Dietary yeast restriction attenuates polyglutamine toxicity via insulin-like signaling and immune signaling in Drosophila (2019)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M, Neumann A-M, Saitoh Y, Fujikake N, Wada K, K. Sango K, Nagai Y
  • 学会等名: 49th Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • 国際学会
• [学会発表] Knockdown of Rubicon, a negative regulator of autophagy, suppresses polyglutamine-induced toxicity in Drosophila. (2019)
  • 著者名/発表者名: Oba M, Nagai Y, Fukui K, Sango K, Suzuki M
  • 学会等名: 49th Annual Meeting of Society for Neuroscience
  • 国際学会
• [学会発表] Therapeutic effects of Rubicon knockdown in a Drosophila model of polyglutamine disease. (2019)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M*, Oba M, Nagai Y, Fukui K, Sango K
  • 学会等名: Keystone Symposia “Neurodegenerative Diseases: New Insights and Therapeutic Opportunities”
  • 国際学会
• [学会発表] ポリグルタミン病モデルショウジョウバエの神経症状はオートファジー抑制因子Rubiconの発現抑制により改善する. (2019)
  • 著者名/発表者名: 大場柾樹, 永井義隆, 福井浩二, 三五一憲, 鈴木マリ
  • 学会等名: 首都大学東京バイオコンファレンス2019
• [学会発表] オートファジー抑制蛋白質Rubiconの発現抑制は野生型ショウジョウバエの寿命を延長させる. (2019)
  • 著者名/発表者名: 大場柾樹, 永井義隆, 福井浩二, 三五一憲, 鈴木マリ
  • 学会等名: 第29回日本病態生理学会大会
• [学会発表] ポリグルタミン病モデルショウジョウバエの神経症状はオートファジー抑制蛋白質Rubiconの発現抑制により改善する. (2019)
  • 著者名/発表者名: 大場柾樹, 永井義隆, 福井浩二, 三五一憲, 鈴木マリ
  • 学会等名: 第9回認知症研究を知る若手研究者の集まり
• [備考] （公財）東京都医学総合研究所 糖尿病性神経障害プロジェクトホームページ
  • URL: http://www.igakuken.or.jp/diabetic/