筋萎縮性側索硬化症の原因遺伝子改変モデルを用いた発症機序解明・治療薬の探索

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K07887
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 丸山 博文 広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (90304443)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: オプチニューリン / 筋萎縮性側索硬化症 / モデル動物

研究実績の概要

オプチニューリンをノックアウトしたモデル動物において、3ヶ月齢から前角細胞が継続的に減少し、さらにCHMP2B (charged multivesicular body protein 2B)陽性のオートファジー様空胞形成を認め、8ヶ月以降では細胞質にTDP-43(TAR DNA-binding protein of 43kDa)陽性凝集体が出現することを明らかにした。さらに坐骨神経では大径線維が減少、小径線維が増加し軸索変性をきたしていた。オプチニューリンノックアウトマウスは筋萎縮性側索硬化症 (ALS: amyotrophic lateral sclerosis)のモデルマウスとして使用可能であることを明らかにした。
脱神経したマウス筋細胞においてオプチニューリンのタンパク質・mRNA発現が増加し、オプチニューリンをノックアダウンすると細胞分化が阻害された。これらはオプチニューリンは筋の分化に関与していることを示している。
ALS患者骨格筋の検討で、患者では発症早期から骨格筋内にある筋内神経束にTDP-43が異常に蓄積することを見出した。まず病理解剖でALSと診断されている症例では全例でTDP-43の蓄積を認めた。次に筋生検症例では、ALS診断基準を満たさない時期においてもTDP-43は蓄積していた。一方非ALS症例では蓄積を認めなかった。
ALS症例のオプチニューリン変異を導入したマウスにおいて、臨床的な評価ではWild typeと有意な差を認めなかった。
オプチニューリンとALSの他の原因遺伝子であるTDP-43 遺伝子のダブル操作マウスの検討では、生存曲線・筋力・体重といった評価ではTDP-43の影響は認めたが相乗効果は認めなかった。ダブル操作マウスの筋肉を免疫染色で病理学的に検討すると、ALS原因遺伝子タンパク質が一部蓄積していることを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] 遺伝性ALSオーバービュー (2023)
  • 著者名/発表者名: 森野豊之、丸山博文
  • 雑誌名: Clinical Neuroscience 巻: 41 ページ: 330-333
• [雑誌論文] Efficacy and Safety of Ultrahigh-Dose Methylcobalamin in Early-Stage Amyotrophic Lateral Sclerosis (2022)
  • 著者名/発表者名: Oki R、Izumi Y、Fujita K、Miyamoto R、Nodera H、Kanai K、Hattori N、Sonoo M、Atsuta N、Sobue G、Shimizu T、Ikeda K、Kano O、Oda M、Urushitani M、Ito H、Nagai M、Nishiyama K、Shimohama S、Shimohata T、Abe K、Ishihara T、Onodera O、Toda T、Maruyama H、Furuya H、Kuwabara S、Kaji R、Kawata A
  • 雑誌名: JAMA Neurology 巻: 79 ページ: 575～575
  • DOI: 10.1001/jamaneurol.2022.0901
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] TDP-43 Accumulation Within Intramuscular Nerve Bundles of Patients With Amyotrophic Lateral Sclerosis (2022)
  • 著者名/発表者名: Kurashige Takashi、Morino Hiroyuki、Murao Tomomi、Izumi Yuishin、Sugiura Tomohito、Kuraoka Kazuya、Kawakami Hideshi、Torii Tsuyoshi、Maruyama Hirofumi
  • 雑誌名: JAMA Neurology 巻: 79 ページ: 693～693
  • DOI: 10.1001/jamaneurol.2022.1113
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Detecting motor unit abnormalities in amyotrophic lateral sclerosis using high-density surface EMG (2022)
  • 著者名/発表者名: Nishikawa Yuichi、Holobar Ales、Watanabe Kohei、Takahashi Tetsuya、Ueno Hiroki、Maeda Noriaki、Maruyama Hirofumi、Tanaka Shinobu、Hyngstrom Allison S.
  • 雑誌名: Clinical Neurophysiology 巻: 142 ページ: 262～272
  • DOI: 10.1016/j.clinph.2022.06.016
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] TDP43 accumulates in itramuscular nerve bundles of ALS patients. (2022)
  • 著者名/発表者名: Takashi Kurashige, Hiroyuki Morino, Tomomi Murao, Yuishin Izumi, Tomohito Sugiura, Kazuya Kuraoka, Hideshi Kawakami, Tsuyoshi Torii, Hirofumi Maruyama
  • 学会等名: 27th Ubterbatuibak Congress of the World Muscle Society
  • 国際学会
• [学会発表] ALSの栄養状態と予後の関連-CONUT scoreを用いた検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 都甲めぐみ、中森正博、大下智彦、渡邉友彬、金谷雄平、内藤裕之、末田芳雅、北村健、野村栄一、鳥居剛、宮地隆史、山下拓史、渡邊千種、時信弘、丸山博文
  • 学会等名: 第63回日本神経学会学術大会
• [備考] 筋萎縮性側索硬化症（ALS）診断の新規バイオマーカーの発見
  • URL: https://www.hiroshima-u.ac.jp/research/news/71002
• [備考] Muscle biopsy could lead to earlier diag of ALS
  • URL: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/06/220621184506.htm