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2020 年度 実績報告書

孤発性ALSにおける凝集型TDP-43の生体内伝播メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03589
研究機関名古屋大学

研究代表者

井口 洋平  名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (80790659)

研究分担者 佐橋 健太郎  名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (90710103)
勝野 雅央  名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (50402566)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードタンパク伝播 / TDP-43 / ALS / FTLD
研究実績の概要

代表者らはCre発現マウスとAAV-CMV-FLEXベクターを用いることによりTDP-43の生体内における細胞間伝播の検証を行った。CamKII-Creマウス一側海馬にAAV-CMV-FLEX-TDPmNLS-GFPベクターを投与し4週後に病理を観察すると同側海馬を中心としてGFPの発現が見られたが、視床前核や扁桃体、嗅内野、対側の海馬ニューロンにもGFPの発現が確認された。CreレポーターマウスによるCamKII-CreマウスにおけるCre発現パターン解析やin situ ハイブリダイゼーション法によるGFPmRNA発現解析から、TDP-GFPの遠隔領域の発現はAAVの順行性/逆行性活性ではなく、注入側海馬からの細胞間伝播によるものと考えられた。AAV-CMV-FLEX-TDPmNLSmRRM-GFPを注射したマウスでは遠隔領域のニューロンにおけるGFPの発現も確認されたがmNLS型に比し乏しかった。しかし注入側海馬近傍の脳梁ではオリゴデンドロサイト(OLG)内にGFPの発現が観察され、OLGでのTDP-GFPの発現はニューロン-OLG(N-O)間伝播と考えられた。より凝集性の強い変異であるTDPmNLSmRRMは遠隔への伝播は困難であるがN-O間に伝播しやすい可能性が示唆された。また、一側運動野の上位運動ニューロンに発現させたTDP-GFPのシグナルが2週間後にin vivo imagingで対側運動ニューロンで確認することができた。さらに、CamKII-Creマウスの一次運動野とChAT-Creマウスの脊髄前角にAAV-CMV-FLEX-TDPmNLS-GFPを注入して運動ニューロン間伝播を検証したが4週間の観察期間では上位ー下位運動ニューロン間のTDP-43伝播は確認されなかった。

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

AAVとCreマウスを用いて、マウス生体内におけるニューロン間、ニューロンーOLG間の伝播を確認することができた。
in vivo imagingでTDP-43のニューロン間伝播を示唆する現象を捉えることができた。
CamKII-Creマウスの上位運動ニューロン特異的、またはChAT-Creマウスにおける下位運動ニューロン特異的にTDPmNLS-GFPとTDPmNLSmRRM-GFPを発現させることができた。

今後の研究の推進方策

現在確立しているマウス生体内におけるTDP-43のニューロン間伝播とニューロンーOLG間伝播モデルを用いて、その伝播を修飾する因子の検証を行う。具体的にはニューロンの興奮性の制御やエクソソームを標的として検証する。
in vivo imagingの結果は対側運動野ニューロンにもCre発現が見られるためAAV自体の伝播が否定できないため、光遺伝学的に一側にのみCreを発現させるモデルの構築を行う。
上位ー下位運動ニューロン間の伝播の検証は観察期間を伸ばし、さらにニューロンの興奮性を高めて検証を進める。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] The wide-ranging clinical and genetic features in Japanese families with valosin-containing protein proteinopathy2021

    • 著者名/発表者名
      Ando Takashi、Nakamura Ryoichi、Kuru Satoshi、Yokoi Daichi、Atsuta Naoki、Koike Haruki、Suzuki Masashi、Hara Kazuhiro、Iguchi Yohei、Murakami Ayuka、Noda Seiya、Kimura Seigo、Sone Jun、Mano Kazuo、Okada Hisashi、Okuda Satoshi、Nishino Ichizo、Ogi Tomoo、Sobue Gen、Katsuno Masahisa
    • 雑誌名

      Neurobiology of Aging

      巻: 100 ページ: 120.e1~120.e6

    • DOI

      10.1016/j.neurobiolaging.2020.10.028

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exploring the factors underlying remyelination arrest by studying the post‐transcriptional regulatory mechanisms of cystatin F gene2021

    • 著者名/発表者名
      Li Jiayi、Durose Wilaiwan Wisessmith、Ito Junko、Kakita Akiyoshi、Iguchi Yohei、Katsuno Masahisa、Kunisawa Kazuo、Shimizu Takeshi、Ikenaka Kazuhiro
    • 雑誌名

      Journal of Neurochemistry

      巻: 157 ページ: 2070~2090

    • DOI

      10.1111/jnc.15190

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aggresome formation and liquid?liquid phase separation independently induce cytoplasmic aggregation of TAR DNA-binding protein 432020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Seiji、Inami Hidekazu、Oiwa Kotaro、Murata Yuri、Sakai Shohei、Komine Okiru、Sobue Akira、Iguchi Yohei、Katsuno Masahisa、Yamanaka Koji
    • 雑誌名

      Cell Death & Disease

      巻: 11 ページ: 909

    • DOI

      10.1038/s41419-020-03116-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Therapeutic monoclonal antibody targeting of neuronal pentraxin receptor to control metastasis in gastric cancer2020

    • 著者名/発表者名
      Kanda Mitsuro、Shimizu Dai、Sawaki Koichi、Nakamura Shunsuke、Umeda Shinichi、Miwa Takashi、Tanaka Haruyoshi、Tanaka Chie、Hayashi Masamichi、Iguchi Yohei、Yamada Suguru、Katsuno Masahisa、Kodera Yasuhiro
    • 雑誌名

      Molecular Cancer

      巻: 19 ページ: 131

    • DOI

      10.1186/s12943-020-01251-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] NUS1 mutation in a family with epilepsy, cerebellar ataxia, and tremor2020

    • 著者名/発表者名
      Araki Kunihiko、Nakamura Ryoichi、Ito Daisuke、Kato Kohji、Iguchi Yohei、Sahashi Kentaro、Toyama Miho、Hamada Kensuke、Okamoto Nobuhiko、Wada Yoshinao、Nakamura Tomohiko、Ogi Tomoo、Katsuno Masahisa
    • 雑誌名

      Epilepsy Research

      巻: 164 ページ: 106371~106371

    • DOI

      10.1016/j.eplepsyres.2020.106371

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristic Features of FUS Inclusions in Spinal Motor Neurons of Sporadic Amyotrophic Lateral Sclerosis2020

    • 著者名/発表者名
      Ikenaka Kensuke、Ishigaki Shinsuke、Iguchi Yohei、Kawai Kaori、Fujioka Yusuke、Yokoi Satoshi、Abdelhamid Rehab F、Nagano Seiichi、Mochizuki Hideki、Katsuno Masahisa、Sobue Gen
    • 雑誌名

      Journal of Neuropathology & Experimental Neurology

      巻: 79 ページ: 370~377

    • DOI

      10.1093/jnen/nlaa003

    • 査読あり
  • [学会発表] ALSのマウスモデルの有用性と特性2020

    • 著者名/発表者名
      井口洋平
    • 学会等名
      第61回日本神経学会学術大会
  • [学会発表] Secretion and propagation of TDP-43 as a therapeutic target for ALS.2020

    • 著者名/発表者名
      Yohei Iguchi
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会 (Neuro2020)

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公開日: 2021-12-27  

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