研究課題
筋萎縮性側索硬化症(ALS)及び前頭側頭葉変性症(FTLD-TDP)では核タンパク質TDP-43の核局在が減少し、細胞質に凝集・蓄積するTDP-43蓄積病理が特徴的である。TDP-43蓄積病理はプリオン病の異常プリオンのように初発部位から脳内を拡散していくことが知られている。近年、異常プリオン様の性質をもつ病的なTDP-43が細胞外小胞（EV）に認められることから、EVを介した病的なTDP-43の細胞間拡散が示唆されている。(マクロ)オートファジーは不要な細胞内成分を取り囲んだオートファゴソームがリソソームと融合し、オートリソソームを形成することで内容物を分解する機構である。我々はFTLD-TDPの原因遺伝子プログラニュリン（PGRN）がオートリソソーム形成を仲介することを明らかにした背景から、オートリソソーム形成の破綻がEVを介したTDP-43分泌に与える影響に着目した。オートリソソーム形成を阻害する薬剤Bafilomycin A1(Baf)やPGRN欠損細胞では、TDP-43を内包するオートファゴソームが細胞内に蓄積した。同時に、細胞外小胞画分においては、オートファゴソームマーカーLC3-II、多胞体マーカーTSG101、TDP-43の分泌が認められた。Baf誘導性のEVを介したTDP-43分泌はオートファジー欠損細胞で抑制されたことから、オートファジー依存的なメカニズムによってTDP-43を内包するEVが放出されることが明らかとなった。本研究成果をまとめて論文発表した。一方で、オートリソソーム様の空胞形成を誘導するAbemaciclib(Abe)のオートファジーにおける作用を評価した。AbeはPI(3)Pの産生を介してオートファゴソーム形成とオートリソソーム形成を促進し、易凝集性のTDP-43の蓄積を抑制することが明らかとなった。本研究成果をまとめて論文発表した。
2: おおむね順調に進展している
オートリソソームの破綻によってTDP-43を内包するオートファゴソームが細胞内に蓄積されるだけでなく、細胞外に放出されることを明らかにし、新たなTDP-43拡散メカニズムを示唆することができたため。AbemaciclibがPI(3)Pの産生を介してオートファジーフラックスを促進することで病的なTDP-43の蓄積を抑制することを示唆することができたため。
細胞外小胞画分の網羅的なタンパク質解析から、順行輸送や膜融合を仲介するタンパク質を検出した。これらのタンパク質発現をゲノム編集法などで抑制した細胞を用意し、オートリソソーム形成阻害時のEV放出機構の解明に挑戦する。また、アデノ随伴ウイルスで易凝集型のTDP-43やオートファジーフラックスプローブを発現させたマウスを用意し、Abeの経口投与がオートファジーや脳内の易凝集型TDP-43の蓄積に与える影響を調べる。
論文の掲載費用のために予算を残していたが、年度内に論文が受理されなかった。次年度に繰り越した分を使用する。
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すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (3件)
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