| 研究課題/領域番号 |
20K15999
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
田中 融 日本大学, 薬学部, 助教 (30823702)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | KANSL1 / タウ / 核酸医薬 / アルツハイマー病 / 翻訳調節 |
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| 研究実績の概要 |
本研究はtau mRNAの3’-UTRと相補的な領域を持つ、tKANSL1 mRNAのtau mRNAの細胞内分布および翻訳活性に与える影響を解析し、アルツハイマー病発症の原因分子であるtauの樹状突起蓄積を阻害する核酸医薬を探索することを目的とする。tKANSL1は既知のKANSL1と比べてC末端側のアミノ酸配列が異なる新奇スプライスバリアントである。KANSL1の機能として、核内におけるヒストンのアセチル化に関わるタンパク質複合体の足場になることが知られている。この機能発現には、KANSL1のC末端領域が重要であり、tKANSL1は既知KANSL1とは異なるタンパク質との相互作用が考えられる。近年、樹状突起でのtauの蓄積にアセチル化が関与していることが報告され、tKANSL1 mRNAはtau mRNAの樹状突起輸送・局所翻訳に加えて、このtauアセチル化過程にも関わり、tauの樹状突起蓄積や凝集を促進している可能性がある。
令和２年度は、tau mRNAに対するtKANSL1 mRNAの機能を解析するために、tau mRNAと相補的な3’-UTRを含むtKANSL1 mRNAの全長を発現するベクターと、コントロールとしてtau mRNAと相補的でない配列に置き換えた3’-UTRを含むtKANSL1 mRNAの発現ベクターの構築を行った。また、3’-UTRを含むtau mRNA発現ベクターについても構築した。これらのベクターはtauの樹状突起蓄積のメカニズムの解析に使用するだけでなく、tKANSL1 mRNAとtau mRNAの相互作用をターゲットとした核酸医薬の開発にも応用することができる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
令和2年度は、解析に用いるための3つのベクターの構築と、それらを神経系の株化細胞に遺伝子導入して、tau mRNAの樹状突起輸送・局所翻訳に対するtKASNL1 mRNAの役割を解析する計画だった。しかし、年度の初めに緊急事態宣言が発令されたため研究の開始が遅れ、さらにその後も新型コロナウイルスに関わる対応により研究の進行に影響が出たため、当初の計画よりやや遅れている。
解析に必要な3つのベクター（3’-UTRを含むtKANSL1 mRNAの全長を発現するもの、3’-UTRを全く別の配列に置き換えたコントロール用のtKANSL1発現ベクター、3’-UTRを含むtau mRNA発現ベクター）については年度内に構築することができた。これらのベクターの分子量は大きいためトランスフェクション効率が悪いが、条件検討を行い、解析を行うに足る条件を見出すことができた。計画では令和２年度にこれらのベクターを用いてtKANSL1 mRNAの機能の解析まで行う予定であったが、これについては現在進行中である。
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| 今後の研究の推進方策 |
進捗状況としてはやや遅れているが、令和３年度の早い段階で挽回は可能である。そのため、研究の進行は当初の計画通りに進めていく。
はじめに、令和２年度に行う予定だった、構築したベクターによる、tau mRNAのmRNP顆粒への取り込みおよび翻訳調節に対するtKANSL1 mRNAの役割の解析を５月末までに行う。その後は、当初の計画通り、マウスの海馬由来初代培養神経細胞を用いて、tau mRNAの樹状突起輸送やtau、リン酸化tau、アセチル化tauの樹状突起内発現に対するtKANSL1 mRNAの役割の解析を進める。まず、tKANSL1 mRNA全長の発現ベクターをトランスフェクションして、内在性tau mRNAの細胞内分布がどのように変化するのか、in situ hybridizationにより調べる。そして、これと同様にトランスフェクションした神経細胞において、樹状突起内のtauタンパク質、リン酸化tauタンパク質、アセチル化tauタンパク質の発現量を調べる。また、樹状突起内tauタンパク質や過剰リン酸化tauタンパク質はグルタミン酸による神経刺激で増加することから、アセチル化tauタンパク質についてもグルタミン酸刺激による発現量の変化を解析する。
令和３年度はこれらについて解析を行うことによって、機能未知のtKANSL1 mRNAおよびtKANSL1タンパク質のtauの樹状突起蓄積・凝集における機能が明らかにする。令和４年度および令和５年度については、本年度で得られた結果をもとに、tau mRNAの樹状突起輸送をターゲットにしたtauの樹状突起内蓄積を抑制する核酸医薬の探索を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
実験計画が当初よりやや遅れているため、令和２年度に行う予定だった株化細胞を用いた実験にかかる費用が次年度に繰り越しとなった。令和３年度では、遅れている実験が十分に挽回可能であり、令和３年度の研究計画も予定通り行う予定である。そのため、令和３年度分に加えて前年度繰り越し分についても、計画通りに使用する。
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