脊髄小脳失調症6型および31型の分子病態に基づく治療法開発研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21249054
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経内科学
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 水澤 英洋 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (30144091)
• 研究分担者: 石川 欽也 (30313240) ; 渡瀬 啓 (30376800)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 遺伝子 / 蛋白質 / 応用動物 / 内科 / 脳神経疾患

研究概要

本研究は、本邦に患者が多く社会的ニーズの高い遺伝性神経変性疾患で、小脳プルキンエ細胞(PC)変性を特徴とする脊髄小脳失調症6型(SCA6)と同31型(SCA31)について、病態発症メカニズムに基づいた治療薬開発を目指して、主にモデル培養細胞および動物を用いた基礎的研究を行なった。SCA6については、病因となる変異Cav2. 1チャネル蛋白のカルボキシル末端断片が細胞質で凝集する際に毒性が発揮されること。さらにこの際、Brain-derived neurotrophicfactor(BDNF)を含めたCREB関連遺伝子群の発現に変動が生じ、患者PCにおけるBDNFの発現低下がSCA6の病態と関連していることを明らかにした。また、SCA6遺伝子エクソン47領域の選択的スプライシングに着目し、神経毒性を発揮する変異Cav2. 1アイソフォームの発現を抑制しうる因子・薬剤を探索するために、同領域の選択的スプライシングを蛍光でモニターできる新しい神経細胞モデル系を確立した。このモデルは今後の候補因子のハイスループット探索に有用である。SCA31については、患者ゲノムで認められる3種類の異常な繰り返し配列のうち、(TGGAA) nの転写産物(UGGAA) nが神経毒性の主要原因であることを明らかにし、それに基づいて患者脳での病態を模倣するSCA31モデル細胞系を確立した。またドイツおよびフランス人のSCA患者ゲノムとの比較からSCA31が日本人特有の疾患である可能性を示した。以上両疾患とも研究着手前にはなかった治療薬発見への基盤を確立できた。

研究成果

• [雑誌論文] Reduced brain-derived neurotrophic factor(BDNF) mRNA expression and presence of BDNF-immunoreactive granules in the spinocerebellar ataxia type 6(SCA6) cerebellum. (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi M, Ishikawa K, Sato N, Obayashi M, Niimi Y, Ishiguro T, Yamada M, Toyoshima Y, Takahashi H, Kato T, Takao M, Murayama M, Mori O, Eishi Y, Mizusawa H
  • 雑誌名: Neuropathology 巻: (in press)
• [雑誌論文] Prevalence of inositol 1, 4, 5-triphosphate receptor type 1 gene(ITPR1) deletion, the mutation for spinocerebellar ataxia type 15(SCA15), in Japan screened by gene dosage (2012)
  • 著者名/発表者名: Obayashi M, Ishikawa K, Izumi Y, Takahashi M, Niimi Y, Sato N, Onodera O, Kaji R, Nishizawa M, Mizusawa H
  • 雑誌名: J Hum Genet 巻: 57(3) ページ: 202-206
• [雑誌論文] Pentanucleotide repeats at the spinocerebellar ataxia type 32(SCA31) locus in Caucasians (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa K, Durr A, Klopstock T, M ller S, De Toffol B, Vighetto A, Marelli C, Wichmann HE, Illig T, Niimi Y, Sato N, Amino T, Stevanin G, Brice A, Mizusawa H
  • 雑誌名: Neurology 巻: 77(20) ページ: 1853-1855
• [雑誌論文] Suppression of the novel ER proteinMaxer by mutant ataxin-1 in Bergmanglia contributes tonon-cell-autonomous toxicity (2010)
  • 著者名/発表者名: Shiwaku, H., Yoshimura, N., Tamura, T., Sone, M., Ogishima, S., Watase, K., Tagawa, K. and Okazawa H.
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 29(14) ページ: 2446-2460
• [雑誌論文] The chromosome 16q-linked autosomal dominant cerebellar ataxia(16q-ADCA*): A newly identified degenerative ataxia in Japan showing peculiar morphological changes of the Purkinje cell (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa K, Mizusawa H
  • 雑誌名: Neuropathology 巻: 30(5) ページ: 490-494
• [雑誌論文] The carboxy-terminal fragment of alpha1A calcium channel preferentially aggregates in the cytoplasm of human spinocerebellar ataxia type 6 Purkinje cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishiguro T, Ishikawa K, Takahashi M, Obayashi M, Amino T, Sato N, Sakamoto M, Fujigasaki H, Tsuruta F, Dolmetsch R, Arai T, Sasaki H, Nagashima K, Kato T, Yamada M, Takahashi H, Hashizume Y, Mizusawa H
  • 雑誌名: Acta Neuropathol 巻: 119(4) ページ: 447-464
• [雑誌論文] Spinocerebellar ataxia type 31 is associated with "inserted" penta-nucleotide repeats containing(TGGAA) n (2009)
  • 著者名/発表者名: Sato N, Amino T, Kobayashi K, Asakawa S, Ishiguro T, Tsunemi T, Takahashi M, Matsuura T, Flanigan KM, Iwasaki S, Ishino F, Saito Y, Murayama S, Yoshida M, Hashizume Y, Takahashi Y, Tsuji S, Shimizu N, Toda T, Ishikawa K, Mizusawa H
  • 雑誌名: Am J Hum Genet 巻: 85(5) ページ: 544-557
• [学会発表] A novel mouse model of spinocerebellar ataxia type 6 develops distinct Purkinje cell degeneration (2011)
  • 著者名/発表者名: Unno T, Mizusawa H, Watase K
  • 学会等名: 12^<th> International Congress of Human Genetics/61^<st> Annunal Meeting of the American Society of Human Genetics.
  • 発表場所: Montreal, Quebec, Canada
  • 年月日: 2011-10-12
• [学会発表] ノックインマウスモデルを用いた脊髄小脳変性症の病態解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡瀬啓
  • 学会等名: 第28回東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科大学院セミナー
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-06-27
• [学会発表] 細胞モデルを用いた脊髄小脳失調症31型(SCA31)の病態探索 (2011)
  • 著者名/発表者名: 新美祐介,佐藤望,網野猛志,高橋真,大林正人,石黒太郎,石川欽也,水澤英洋
  • 学会等名: 第52回日本神経学会学術大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2011-05-18
• [学会発表] 脊髄小脳変性症6型の治療法開発に向けたマウスモデルの開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡瀬啓
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2010-09-18
• [学会発表] SCA6原因の同定から治療法の開発へ (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡瀬啓,石川欽也,水澤英洋
  • 学会等名: 第51回日本神経学会総会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-05-22
• [学会発表] シンポジウム16.「Neurodegenerative diseases and RNA.」SCA31 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石川欽也、網野猛志、佐藤望,新美祐介,融衆太,水澤英洋
  • 学会等名: 第51回日本神経学会総会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-05-22
• [学会発表] 50周年記念標本提示「日本が世界に発信したあの疾患」本邦で同定された新しい脊髄小脳変性症16q-ADCA-その特異的Purkinje細胞変性- (2009)
  • 著者名/発表者名: 石川欽也,水澤英洋
  • 学会等名: 第50回日本神経病理学会総会学術研究会
  • 発表場所: 高松
  • 年月日: 20090605-06
• [学会発表] シンポジウム9-1ポリグルタミン病への分子生物学的アプローチ.「脊髄小脳変性症への分子生物学的アプローチ」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石川欽也,石黒太郎,高橋真,佐藤望,網野猛志,新美祐介,水澤英洋
  • 学会等名: 第50回日本神経学会総会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-05-22
• [学会発表] SCA6ノックインマウス表現型の経時的検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 渡瀬啓, Barrett CF,宮崎太輔、海野敏紀、石川欽也、笠井沙由美、渡辺雅彦、水澤英洋、Tsien RW, Zoghbi HY
  • 学会等名: 第50回日本神経学会総会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-05-20
• [学会発表] 脊髄小脳変性症の分子病態
  • 著者名/発表者名: 石川欽也、水澤英洋
  • 学会等名: 第28回日本医学会総会
  • 発表場所: 震災のため抄録発表のみ
• [図書] 脊髄小脳変性症6型(SCA6)モデルマウス脳・神経疾患-疾患モデルの作製と利用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡瀬啓、水澤英洋
  • 総ページ数: 61-68
  • 出版者: エル・アイ・シー
• [図書] 脊髄小脳失調症31型(SCA31) (2011)
  • 著者名/発表者名: 石川欽也,佐藤望,網野猛志,新美祐介,融衆太,水澤英洋
  • 総ページ数: 241-250
  • 出版者: Annual Review神経
• [図書] 遺伝性脊髄小脳変性症.雑誌「内科」特集「内科疾患の診断基準病型分類・重症度」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石川欽也、水澤英洋
  • 総ページ数: 1342-7
  • 出版者: 南江堂、東京
• [図書] 不随意運動.雑誌「内科」特集「内科疾患の診断基準病型分類・重症度」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石川欽也、水澤英洋
  • 総ページ数: 1398
  • 出版者: 南江堂、東京
• [図書] 脊髄小脳変性症の分類と治療 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石川欽也、水澤英洋
  • 総ページ数: 98-102
  • 出版者: 日本評論社,東京
• [図書] 脊髄小脳変性症 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石川欽也
  • 総ページ数: 256-259
  • 出版者: 学研,東京
• [図書] 多系統萎縮症 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石川欽也
  • 総ページ数: 260-263
  • 出版者: 学研,東京