球脊髄性筋萎縮症における活動依存性シナプス病態の解明と治療法の開発

2012 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 24659428
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 勝野 雅央 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (50402566)
• 研究分担者: 足立 弘明 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), COE特任准教授 (40432257)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: シナプス / シナプス / 運動ニューロン / 神経筋接合部 / マイクロアレイ / 骨格筋 / 球脊髄性筋萎縮症 / 神経変性疾患

研究概要

シナプスは神経変性疾患において最も早期に障害される部位であり、運動ニューロン疾患においても、神経と筋を連結するシナプスである神経筋接合部が初期病変の主座である可能性が示されているが、その分子病態は解明されていない。本研究では、運動ニューロン疾患のひとつである球脊髄性筋萎縮症（SBMA）のマウスモデルを用い、神経筋接合部の超微形態解析・遺伝子発現解析を行い、初期病態の分子メカニズムを解明するとともに、運動による神経筋クロストークの変化を解析し活動依存性の分子病態を明らかにする。本年度は免疫組織化学とマイクロアレイ解析による病態解明を行った。その結果、SBMAマウス骨格筋（前脛骨筋）の神経筋接合部では6週齢（神経症状の発症前）から脱神経がみられ、進行とともに悪化する傾向が得られた。また、6週齢のSBMAマウス前脛骨筋の神経筋接合部をacetylthiocholineで染色し、レーザーマイクロダイセクションを用いて神経筋接合部を単離し、Ovation Pico WTA System V2によりランダムプライマーを用いて増幅し、マイクロアレイによる遺伝子発現解析を行った。その結果、TGF-beta receptor, type I/II extracellular region , regulation of insulin-like growth factor receptor signaling pathwayなどの機能を有する分子の発現が亢進し、calcium ion binding, metal ion bindingなどの機能を有する分子の発現が低下していた。今後定量RT-PCRや免疫組織化学を用いてデータのバリデーションを進めるとともに、進行期（13週齢）のマウスについても解析を進め、運動負荷による変化についても検討していく予定である。

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

本研究では神経筋接合部の初期病態の分子メカニズムを解明することを目的としており、発症前のSBMAマウス神経筋接合部の網羅的遺伝子発現解析の結果が得られたことから、順調に進展していると自己評価した。

今後の研究の推進方策

今後はマイクロアレイの結果を定量RT-PCRや免疫染色で確認するとともに、神経変性の進行に伴う神経筋接合部の遺伝子発現変化を検討する。また、発症前から発現が変化している分子の病態への関与を神経系細胞と筋細胞の共培養システムを用いて解析するとともに、SBMAマウスに強制運動負荷や下肢固定などの介入を行い、発症前および発症後の運動や安静が神経筋接合部の病変に及ぼす影響を病理学的・生化学的に明らかにする。

次年度の研究費の使用計画

該当なし

研究成果

• [雑誌論文] Heat shock factor-1 influences pathological lesion distribution of polyglutamine-induced neurodegeneration. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kondo N, Katsuno M, Adachi H, Minamiyama M, Doi H, Matsumoto S, Miyazaki Y, Iida M, Tohnai G, Nakatsuji H, Ishigaki S, Fujioka Y, Watanabe H, Tanaka F, Nakai A, Sobue G.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 4 ページ: 1405
  • DOI: 10.1038/ncomms2417
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pathogenesis and therapy of spinal and bulbar muscular atrophy (SBMA) (2012)
  • 著者名/発表者名: Katsuno M, Tanaka F, Adachi H, Banno H, Suzuki K, Watanabe H, Sobue G.
  • 雑誌名: Prog Neurobiol. 巻: 99 ページ: 246-256
  • DOI: doi: 10.1016/j.pneurobio.2012.05.007.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Current status of treatment of spinal and bulbar muscular atrophy. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka F, Katsuno M, Banno H, Suzuki K, Adachi H, Sobue G.
  • 雑誌名: Neural Plast. 巻: 2012 ページ: Epub
  • DOI: 10.1155/2012/369284
• [学会発表] Muscle dysfunction may underlie androgen-dependent motor dysfunction in two mouse models of SBMA. (2012)
  • 著者名/発表者名: Oki K, Adachi H, Katsuno M, Breedlove M, Sobue G. Wiseman RW, Jordan CL.
  • 学会等名: Neuroscience 2012
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 20121013-20121017
• [学会発表] 運動ニューロンの老化と変性.
  • 著者名/発表者名: 勝野雅央.
  • 学会等名: 第34回日本生物学的精神医学会シンポジウム『老いを科学する―神経変性の視点から』
  • 発表場所: 神戸国際会議場（神戸）
  • 招待講演