ショウジョウバエを用いたＡＬＳ原因遺伝子群ネットワークのｉｎ ｖｉｖｏ解析

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24591286
• 研究機関: 独立行政法人国立精神・神経医療研究センター
• 研究代表者: 藤掛 伸宏 独立行政法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所疾病研究第四部, 科研費研究員 (60467595)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 神経分子病態学 / 遺伝学 / 神経科学 / 筋萎縮性側索硬化症 / TDP-43 / dynactin 1 / 神経変性疾患 / ショウジョウバエ

研究実績の概要

近年、筋萎縮性側索硬化症（ALS）の原因遺伝子が多数同定され、これらの遺伝子の機能は多岐にわたることが明らかとなった。このことから、ALS原因遺伝子群の相互関係を解明しこれらに共通する病態を明らかにすることで、ALSの治療標的を見出すことができると考えられた。昨年度までに、ALSの原因遺伝子であるTDP-43の細胞内輸送が同じくALSの原因遺伝子であるDCTN1のノックダウンにより障害されることをin vitro実験により明らかにした。DCTN1は微小管依存的輸送に関わる遺伝子であるため、TDP-43はDCTN1を介して微小管依存的に細胞質内を輸送されていると考えられた。本年度は、TDP-43を可視化できるEGFP-TDP-43発現ALSモデルショウジョウバエを入手し、in vivoにおいてもDCTN1のノックダウンによりTDP-43の輸送が障害されることをタイムラプス観察にて明らかにした。そしてさらに、TDP-43の輸送が障害されるとTDP-43のオリゴマー化が促進されることを蛍光相関分光法（FCS）にて明らかにした。in vitroで合成したTDP-43オリゴマーを培養細胞の培養液中に添加したところ、細胞毒性を示したことから、このオリゴマーが毒性構造体である可能性が示された。そして最も重要なことに、微小管依存的輸送活性化剤をTDP-43発現ALSモデルショウジョウバエに投与したところ、TDP-43の輸送が活性化され毒性オリゴマーが減少し、神経変性が抑制されることを明らかにした。以上のようにALSの原因遺伝子間の相互作用を調べることから、ALSの新たな治療標的として微小管依存的輸送の活性化が重要であることを示すことに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] p62 plays a protective role in the autophagic degradation of polyglutamine protein oligomers in polyglutamine disease model flies. (2015)
  • 著者名/発表者名: Saitoh Y, Fujikake N, Okamoto Y, Popiel HA, Hatanaka Y, Ueyama M, Suzuki M, Gaumer S, Murata M, Wada K, Nagai Y.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 290 ページ: 1442-53
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.590281.
  • 査読あり
• [雑誌論文] その他の FTLD―異常蛋白の視点から (2015)
  • 著者名/発表者名: 上山盛夫、藤掛伸宏、永井義隆
  • 雑誌名: Clinical Neuroscience 巻: 33 ページ: 312-4
• [雑誌論文] VPS35 dysfunction impairs lysosomal degradation of α-synuclein and exacerbates neurotoxicity in a Drosophila model of Parkinson's disease. (2014)
  • 著者名/発表者名: Miura E, Hasegawa T, Konno M, Suzuki M, Sugeno N, Fujikake N, Geisler S, Tabuchi M, Oshima R, Kikuchi A, Baba T, Wada K, Nagai Y, Takeda A, Aoki M.
  • 雑誌名: Neurobiol Dis 巻: 71 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1016/j.nbd.2014.07.014.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Related citations Select item 24497576 4. Identification of ter94, Drosophila VCP, as a strong modulator of motor neuron degeneration induced by knockdown of Caz, Drosophila FUS. (2014)
  • 著者名/発表者名: Azuma Y, Tokuda T, Shimamura M, Kyotani A, Sasayama H, Yoshida T, Mizuta I, Mizuno T, Nakagawa M, Fujikake N, Ueyama M, Nagai Y, Yamaguchi M.
  • 雑誌名: Hum Mol Genet. 巻: 23 ページ: 3467-80
  • DOI: 10.1093/hmg/ddu055
  • 査読あり
• [学会発表] ショウジョウバエから始める神経変性疾患研究 ～TDP-43輸送の障害はオリゴマー化を促進し、 神経変性を惹き起こす～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤掛伸宏、畑中悠佑、長野清一、斉藤勇二、荒木敏之、和田圭司、永井義隆
  • 学会等名: 教育研修棟竣工記念シンポジウム
  • 発表場所: 国立精神・神経医療研究センター教育研修棟、東京
  • 年月日: 2014-06-30 – 2014-06-30
  • 招待講演
• [学会発表] DCTN1依存的輸送の障害はTDP-43のオリゴマー形成を促進する (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤掛伸宏、木村展之、長野清一、斉藤勇二、横関明男、小野寺理、和田圭司、永井義隆
  • 学会等名: 第55回日本神経学会学術大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場、福岡
  • 年月日: 2014-05-14 – 2014-05-14