脊髄小脳失調症３１型における異常ＲＮＡ分子標的同定

2012 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 24591252
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 石川 欽也 東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 講師 (30313240)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 神経疾患 / 脳 / ＲＮＡ / ゲノム

研究概要

脊髄小脳失調症(SCA)は有効な治療法が無い重篤な常染色体優性遺伝性の難病である。近年ゲノム非翻訳領域からの転写産物、いわゆるnon-coding (nc)RNAが、遺伝子発現調節や染色体構造維持など多数の重要な機能を担うことが知られ、ncRNAの変異による神経疾患も多数発見されている。本研究では、本邦で頻度が高く、原因がncRNAであるSCA31について、患者脳、自作モデルマウスでRNA-seqを行い、患者でまず異常発現するncRNAを同定し、次に患者iPSやショウジョウバエモデル、マウス小脳初代培養組織を用いてその意義を究明し、最終的には重要な関与をするncRNAの発現制御による治療法開発へ挑戦する。
初年度である平成24年度は、自作モデルマウスでのRNA発現異常の解析を進めた。これまでSCA31のモデルマウスとしては世界初の本マウスにおいて、患者脳と同様のRNA異常構造物を認めた。この時期の小脳における遺伝子発現解析を進め、ある分子の発現異常が認められた。本所見を患者脳でも検証し、同様に患者脳では対照脳よりも異常なレベルに発現していることが判った。2年度に向けてRNA seqの条件検討を進めた。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

我々が自作したモデルマウスでは、確かに患者脳と同様の変異遺伝子の発現が得られ、異常ＲＮＡの産物である異常構造物が認められることが本年度判った。このことが本研究を進めるうえで大きな前提で在ったため、この確認の意義は大きいと考えている。また、iPS細胞の樹立へ向けた倫理審査等の準備も進んでおり、ほぼ目標通りの達成度であると考えている。

今後の研究の推進方策

今後は、まずモデルマウスでのRNA seqを対象脳組織と対象神経細胞に絞って検索する。このため、レーザーマイクロダイセクション法を用いて、当該疾患によって最も変性しやすい細胞に焦点を当てた研究を進める。本年度後半でRNA-seqを完了させる見通しである。

次年度の研究費の使用計画

本研究費でRNA-seqの費用や他の遺伝子発現解析・遺伝子シークエンス解析のための費用に補填する。

研究成果

• [雑誌論文] Abnormal RNA structures (RNA foci) containing a penta-nucleotide repeat (UGGAA)n in the Purkinje cell nucleus is associated with spinocerebellar ataxia type 31 pathogenesis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Niimi Y, Takahashi M, Sugawara E, Umeda S, Obayashi M, Sato N, Ishiguro T, Higashi M, Eishi Y, Mizusawa H, Ishikawa K.
  • 雑誌名: Neuropathology 巻: 33(6) ページ: 600-611
  • DOI: 10.1111/neup.12032.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cytoplasmic location of α1A voltage-gated calcium channel C-terminal fragment (Cav2.1-CTF) aggregate is sufficient to cause cell death. (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahashi M, Obayashi M, Ishiguro T, Sato N, Niimi Y, Ozaki K, Mogushi K, Mahmut Y, Tanaka H, Tsuruta F, Dolmetsch R, Yamada M, Takahashi H, Kato T, Mori O, Eishi Y, Mizusawa H, Ishikawa K.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8(3) ページ: e50121
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0050121.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Purkinje cell degeneration in a knockin mouse model reveals lysosomal involvement in the pathogenesis of SCA6. (2012)
  • 著者名/発表者名: Unno T, Wakamori M, Koike M, Uchiyama Y, Ishikawa K, Kubota H, Yoshida T, Sasakawa H, Peters C, Mizusawa H, Watase K.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA. 巻: 109(43) ページ: 17693-17698
  • DOI: 10.1073/pnas.1212786109.
  • 査読あり
• [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: 32(6) ページ: 595-603
  • DOI: 10.1111/j.1440-1789.2012.01302.x.
  • 査読あり
• [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: Journal of Human Genetics 巻: 57(3) ページ: 202-206
  • DOI: 10.1038/jhg.2012.5.
  • 査読あり
• [学会発表] A BAC transgenic mouse model of spinocerebellar ataxia type 31 (SCA31) exhibits RNA foci in Purkinje cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato N, Ishikawa K, Niimi Y, Mizusawa H.
  • 学会等名: The 65th Annual Meeting, The American Academy of Neurology.
  • 発表場所: San Diego Convention Center
  • 年月日: 20130316-20130323
• [学会発表] RNA mediated cell death is important in a cultured cell model of spinicerebellar ataxia type 31. (2012)
  • 著者名/発表者名: Niimi Y, Ishikawa K, Sato N, Mizusawa H.
  • 学会等名: The 2nd International Conference of Neural Tissue and Cell Culture.
  • 発表場所: 東京医科歯科大学
  • 年月日: 20120616-20120616
• [学会発表] A non-coding penta-nucleotide (UGGAA)n is essential for SCA31 pathogenesis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa K.
  • 学会等名: The 7th International Conference on Unstable Microsatellite and Human Disease.
  • 発表場所: Ste.Odile, France.
  • 年月日: 20120609-20120614
  • 招待講演
• [図書] 脊髄小脳変性症の治療．薬物治療を中心に．In: 辻 省次 総編集、西澤正豊 専門編集,「小脳と運動失調． 小脳はなにをしているのか」アクチュアル 脳・神経疾患の臨床． (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川欽也，水澤英洋.
  • 総ページ数: 224-232
  • 出版者: 中山書店