FTLDスペクトラムにおける核内RNP複合体の機能変化に基づく核酸医療の開発

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H02838
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 滋賀医科大学
• 研究代表者: 石垣 診祐 滋賀医科大学, 神経難病研究センター, 教授 (40378170)
• 研究分担者: 増田 章男 名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (10343203) ; 藤岡 祐介 名古屋大学, 医学系研究科, 特任助教 (70896381)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: FTLD / FUS / SFPQ / 核酸医薬 / RNP

研究実績の概要

1）FTLDスペクトラム疾患におけるFUS/SFPQ関連RNP複合体profile変化の解明：これまでに神経細胞核内FUS/SFPQ複合体には家族性ALSの原因遺 伝子であるEWSR, MATR3など多くのRNPが含まれ、これらのALS関連RNA結合タンパク質もFUS、SFPQと同様にタウisoformを制御することを、剖検脳を用いた疾患横断的解析と神経細胞を用いた発現抑制実験を通じて見出した。FUS/SFPQ関連RNP複合体の結合様式がFTLDスペクトラムでどのように変化しているか、剖検脳に加えて脊髄を用いた生化学的、免疫組織化学的解析からRNP profileを比較し、FUS、SFPQをはじめとしたRNPの変化が、海馬、前頭葉および脊髄の運動ニューロンレベルで変化していることを明らかにした。FUSのin vitroにおける液液相分離の評価系を構築し、ALS関連変異体でphase separationに変化が起き、dropletを形成することを確認し、同様のALS関連変異体を培養神経細胞に発現させることでRNA凝集体を形成して評価系として機能することを確認した。2）MAPTの選択的スプライシングに関与するRNPについて患者由来iPSC由来神経細胞を用いて、FUSとSFPQの局在変化を評価したところ、患者由来iPSC由来神経細胞ではそのisogenicな野生型と比較して局在性が低下していることを見出した。3）核酸医薬によるFTLDスペクトラム治療法の確立：上記までの病態メカニズム解析によって網羅的に同定したFUS/SFPQ関連RNP複合体のprofile（RNPの組み合わせ）変化、およびその標的RNA代謝変化をもとに、制御可能なoligonucleotideについてのスクリーニングを行って、候補となる核酸配列を同定した。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

FUS/SFPQ関連RNP複合体の結合様式について、免疫組織化学実験を行ったあとのシグナルの定量解析が抗体のロット不良に関連したトラブルシュートが必要となり、遅延した。

今後の研究の推進方策

論文化に必要なデータの収集を急ぎ、論文化を目指す。

研究成果

• [雑誌論文] Motor neuron TDP-43 proteinopathy in progressive supranuclear palsy and corticobasal degeneration (2022)
  • 著者名/発表者名: Riku Yuichi、Iwasaki Yasushi、Ishigaki Shinsuke、Akagi Akio、Hasegawa Masato、Nishioka Kenya、Li Yuanzhe、Riku Miho、Ikeuchi Takeshi、Fujioka Yusuke、Miyahara Hiroaki、Sone Jun、Hattori Nobutaka、Yoshida Mari、Katsuno Masahisa、Sobue Gen
  • 雑誌名: Brain 巻: 145 ページ: 2769～2784
  • DOI: 10.1093/brain/awac091
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Actin-binding protein filamin-A drives tau aggregation and contributes to progressive supranuclear palsy pathology (2022)
  • 著者名/発表者名: 6.Tsujikawa K, Hamanaka K, Riku Y, Hattori Y, Hara N, Iguchi Y, Ishigaki S, Hashizume A, Miyatake S, Mitsuhashi S, Miyazaki Y, Kataoka M, Jiayi L, Yasui K, Kuru S, Koike H, Kobayashi K, Sahara N, Ozaki N, Yoshida M, Kakita A, Saito Y, Iwasaki Y, Miyashita A, Iwatsubo T
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 8 ページ: 1-16
  • DOI: 10.1126/sciadv.abm5029
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The<i>SYNGAP1</i>3′UTR Variant in ALS Patients Causes Aberrant<i>SYNGAP1</i>Splicing and Dendritic Spine Loss by Recruiting HNRNPK (2022)
  • 著者名/発表者名: Yokoi Satoshi、Ito Takuji、Sahashi Kentaro、Nakatochi Masahiro、Nakamura Ryoichi、Tohnai Genki、Fujioka Yusuke、Ishigaki Shinsuke、Udagawa Tsuyoshi、Izumi Yuishin、Morita Mitsuya、Kano Osamu、Oda Masaya、Sone Takefumi、Okano Hideyuki、Atsuta Naoki、Katsuno Masahisa、Okada Yohei、Sobue Gen
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 42 ページ: 8881～8896
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0455-22.2022
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] TDP-43 Proteinopathy and Tauopathy: Do They Have Pathomechanistic Links? (2022)
  • 著者名/発表者名: Riku Yuichi、Yoshida Mari、Iwasaki Yasushi、Sobue Gen、Katsuno Masahisa、Ishigaki Shinsuke
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 23 ページ: 15755～15755
  • DOI: 10.3390/ijms232415755
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Alteration of Tau metabolism through FUS in FTLD-spectrum disorders including ALS. (2022)
  • 著者名/発表者名: Ishigaki, S.
  • 学会等名: 2nd Taiwan Society for Neuroscience, ALS Satellite Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] FUSの機能から再考するFTLDの病態 Redefinition of FTLD based on the molecular pathogenesis (2022)
  • 著者名/発表者名: 石垣 診祐
  • 学会等名: 第45回日本神経科学大会（NEURO2022）
  • 国際学会
• [学会発表] Modulation of liquid-liquid phase separation of Fused in Sarcoma (FUS) by oligonucleotide therapeutics (2022)
  • 著者名/発表者名: 石垣 診祐
  • 学会等名: 第45回日本分子生物学会年会