α-Synuclein凝集シード形成のリスクとなる細胞内環境要因の解明

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H03453
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 今居 譲 順天堂大学, 大学院医学研究科, 先任准教授 (30321730)
• 研究分担者: 井下 強 順天堂大学, 大学院医学研究科, 特任助教 (20601206) ; 柴 佳保里 順天堂大学, 大学院医学研究科, 准教授 (30468582)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: ミトコンドリア / α-Synuclein / リン脂質 / ショウジョウバエ / iPS細胞 / パーキンソン病 / CHCHD2

研究実績の概要

パーキンソン病(PD)の原因となるα-Synucleinがプリオン様の性質をもち、神経回路を伝搬することが明らかになりつつある。この発見から、「α-Synucleinの種（凝集化した病因型α-Synuclein）をいかに生じさせないか」が本疾患の最も効果的な予防法の基幹となる。本研究計画では、α-Synucleinの種の生成と除去の機序を、臨床でのエビデンスが得られているミトコンドリアと脂質の２つのリスク要因から探索することを目的とした。
リン脂質の恒常性に関与するElovl7や、PDモデルハエのオミックス解析で選定したリスク脂質関連酵素がα-Synucleinの凝集化に関わる機序の解析を、ショウジョウバエモデル、培養細胞伝播モデルで進め、PDリスクとなる新たな脂質代謝経路を同定した。並行して、本邦初のα-Synuclein V15A変異の凝集性、リン脂質膜への結合能をキャラクタライズし、論文報告した。V15A変異変異は凝集性が増加し、リン脂質膜への結合性が低下していた。
ミトコンドリア関連PD原因遺伝子CHCHD2の変異により、顕著にα-Synucleinが蓄積する。このメカニズムを解明するため、CHCHD2ノックアウトSH-SY5Y細胞にPD変異を導入した細胞を作製し、α-Synucleinシード（凝集化の種）を導入、伝搬能の違いを評価した。さらに、単離したミトコンドリアにα-Synuclein線維が取り込まれるin vitro系を樹立し、ミトコンドリア内での線維の分解を経時的にモニターした。一方、CHCHD2の新規PD変異を同定し、患者リンパ球よりiPS細胞の樹立を進め、CHCHD2変異のドーパミン神経での病理的役割を解析する材料を整備した。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Institute of Neurogenomics(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: Institute of Neurogenomics
• [雑誌論文] Parkinson disease-associated Leucine-rich repeat kinase regulates UNC-104-dependent axonal transport of Arl8-positive vesicles in Drosophila (2022)
  • 著者名/発表者名: Inoshita Tsuyoshi、Liu Jun-Yi、Taniguchi Daisuke、Ishii Ryota、Shiba-Fukushima Kahori、Hattori Nobutaka、Imai Yuzuru
  • 雑誌名: iScience 巻: 25 ページ: 105476～105476
  • DOI: 10.1016/j.isci.2022.105476
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pathophysiological evaluation of the LRRK2 G2385R risk variant for Parkinson’s disease (2022)
  • 著者名/発表者名: Tezuka Toshiki、Taniguchi Daisuke、Sano Mariko、Shimada Tomoyo、Oji Yutaka、Tsunemi Taiji、Ikeda Aya、Li Yuanzhe、Yoshino Hiroyo、Ogata Jun、Shiba-Fukushima Kahori、Funayama Manabu、Nishioka Kenya、Imai Yuzuru、Hattori Nobutaka
  • 雑誌名: npj Parkinson's Disease 巻: 8 ページ: 97
  • DOI: 10.1038/s41531-022-00367-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] α‐Synuclein V15A Variant in Familial Parkinson's Disease Exhibits a Weaker Lipid‐Binding Property (2022)
  • 著者名/発表者名: Daida Kensuke、Shimonaka Shotaro、Shiba‐Fukushima Kahori、Ogata Jun、Yoshino Hiroyo、Okuzumi Ayami、Hatano Taku、Motoi Yumiko、Hirunagi Tomoki、Katsuno Masahisa、Shindou Hideo、Funayama Manabu、Nishioka Kenya、Hattori Nobutaka、Imai Yuzuru
  • 雑誌名: Movement Disorders 巻: 37 ページ: 2075～2085
  • DOI: 10.1002/mds.29162
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ubiquitination at the lysine 27 residue of the Parkin ubiquitin-like domain is suggestive of a new mechanism of Parkin activation (2022)
  • 著者名/発表者名: Liu Jun-Yi、Inoshita Tsuyoshi、Shiba-Fukushima Kahori、Yoshida Shigeharu、Ogata Kosuke、Ishihama Yasushi、Imai Yuzuru、Hattori Nobutaka
  • 雑誌名: Human Molecular Genetics 巻: 31 ページ: 2623～2638
  • DOI: 10.1093/hmg/ddac064
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Neurodegeneration-associated mitochondrial proteins, CHCHD2 and CHCHD10?what distinguishes the two? (2022)
  • 著者名/発表者名: Ikeda Aya、Imai Yuzuru、Hattori Nobutaka
  • 雑誌名: Frontiers in Cell and Developmental Biology 巻: 10 ページ: 996061
  • DOI: 10.3389/fcell.2022.996061
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical Manifestations and Molecular Backgrounds of Parkinson's Disease Regarding Genes Identified From Familial and Population Studies (2022)
  • 著者名/発表者名: Nishioka Kenya、Imai Yuzuru、Yoshino Hiroyo、Li Yuanzhe、Funayama Manabu、Hattori Nobutaka
  • 雑誌名: Frontiers in Neurology 巻: 13 ページ: 764917
  • DOI: 10.3389/fneur.2022.764917
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 若年性パーキンソン病原因遺伝子産物Parkinの活性化メカニズムの新規知見 (2022)
  • 著者名/発表者名: 今居 譲
  • 学会等名: 第95回日本生化学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] Loss of MPAN-associated C19orf12 causes alteration of lipid metabolism and autophagosome-lysosome trafficking in Drosophila. (2022)
  • 著者名/発表者名: Shiina K, Mori A, Miki Y, Murakami M, Ueno N, Miura Y, Hatano T, Imai Y, Hattori N
  • 学会等名: 8th International symposium on NBIA
  • 国際学会
• [学会発表] Two novel variants in CHCHD2 associate with TDP-43 pathology among amyotrophic lateral sclerosis. (2022)
  • 著者名/発表者名: Ikeda A, Funayama M, Yoshida M, Li Y, Inoshita T, Shiba-Fukushima K, Meng H, Amo T, Aiba I, Saito Y, Atsuta N, Nakamura R, Tohnai G, Sone J, Izumi Y, Kaji R, Morita M, Taniguchi A, Nishioka K, Imai Y, Sobue G, Hattori N, JaCALS
  • 学会等名: 第63回日本神経学会学術大会
• [学会発表] Loss of MPAN-associated C19orf12 causes alteration of lipid metabolism in Drosophila. (2022)
  • 著者名/発表者名: Shiina K, Mori A, Miki Y, Murakami M, Ueno N, Miura Y, Hatano T, Imai Y, Hattori N
  • 学会等名: 第63回日本神経学会学術大会
• [学会発表] Ubiquitination at the lysine 27 residue of the Parkin ubiquitin-like domain is suggestive of a new mechanism of Parkin activation. (2022)
  • 著者名/発表者名: Liu J-Y, Inoshita T, Shiba-Fukushima K, Hattori N, Imai Y
  • 学会等名: Neuro2022
• [学会発表] Drosophila VPS13 regulates neuronal synaptic activity and mitochondrial homeostasis. (2022)
  • 著者名/発表者名: Shiba-Fukushima K, Inoshita T, Imai Y, Hattori N
  • 学会等名: Neuro2022
• [学会発表] Screening of lipid species and associated enzymes that participate in α-synuclein aggregation. (2022)
  • 著者名/発表者名: Kasahara R, Ogata J, Shiina K, Shiba-Fukushima K, Inoshita T, Hattori N, Imai Y
  • 学会等名: MBSJ2022
• [備考] パーキンソン病病態解明研究講座 研究
  • URL: https://www.juntendo.ac.jp/graduate/laboratory/labo/parkinsons_disease/k4.html