研究課題
結節性硬化症は、てんかん・知的障害・自閉症を合併する母斑症である。その原因遺伝子はTSC1/2であり、結節性硬化症の患者ではTSC1/2の変異によって、RhebがGTP結合型となり、その下流のmTORが活性化されるため、病気を発症する。このTSC-Rheb-mTOR蛋白合成系はニューロンの樹状突起内にも存在し、発達期のシナプス形成に関与する。そこで、TSC2に変異のあるEkerラットを用い、TSC-Rheb-mTORの活性化によるスパイン形態変化のメカニズムを明らかにする。1)Rhebを介するスパイン制御分子の同定野生型およびEkerラットからシナプトソームを分画し、Ekerラットにおいて発現が増加している蛋白質スポットを見出した。解析の結果、それらはすべてミトコンドリアの蛋白質であった。2)TSC-Rheb-mTORによるミトコンドリア制御1)の結果から、結節性硬化症ではミトコンドリアの量的異常があると考えられる。そこで、Ekerラットから海馬ニューロンを初代培養し、Mito-Redあるいはミトコンドリア結合配列を付加したdsRed2発現プラスミドを導入することによって、樹状突起内ミトコンドリアを可視化した。その結果、結節性硬化症ニューロンの樹状突起では、ミトコンドリアが有意に増加していることが分かった。この所見は、電子顕微鏡を用いた観察および計測によっても検証された。さらに、Ekerラットの脳からsynaptoneurosomeを調製し、その中に含まれるporin(ミトコンドリア蛋白質)を定量したところ、やはりEkerラットの方が野生型より多かった。以上の結果から、Ekerラットの樹状突起ではミトコンドリアが増加しており、それが結節性硬化症に伴う中枢神経症状の発症に関与していると考えられた。
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