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2015 年度 実績報告書

ALSの発症に関わるADAR2遺伝子発現異常を引き起こす分子病態の解析

研究課題

研究課題/領域番号 25253063
研究機関東京大学

研究代表者

郭 伸  東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (40160981)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード脳神経疾患 / 遺伝子
研究実績の概要

孤発性筋萎縮性側索硬化症(ALS)では、RNA編集酵素 adenosine deaminase acting on RNA 2 (ADAR2)の 発現が進行性に低下することが病因的メカニズムに深く関わっているため、ヒトADAR2遺伝子(ADARB1) の発現制御機構を解明することを目的とする。
遺伝子制御機構は組織特異性が高いことから、運動ニューロンにおけるADARB1の発現を解析するためにcap analysis of gene expression(CAGE)解析を行った。凍結保存した正常対照ヒト脊髄より採取した単一運動ニューロン2万個以上からの結果を、対照として採取した後角組織、白質組織の結果と比較した。その結果、ADARB1近傍のCAGEタグの分布や強度が運動ニューロンと対照組織では大きく異なっており、予想通り組織特異的な遺伝子発現制御機構が働いていることが示唆された。
さらに、ADAR2 発現レベルの異なる組織におけるADARB1のヒストン修飾、DNase1感受性領域、CpGアイランドの比較から、プロモーター領域を推定した。この領域は、以前構築したレポーターアッセイ系に用いたものより広く、プロモーター活性領域をカバーできていなかった可能性が明らかになったため、より3’側に延ばしたリポーターアッセイ系構築のためのコンストラクトを作成している。
また、ADARB1プロモーター領域の転写因子結合モチーフを解析し、CAGEタグとの関連も含めた解析から単独ないしダイマーで働く40因子を選定した。昨年度行ったADAR2 発現レベルとの相関性に基づいた選定と併せると、15種類の転写因子が最も有力な候補に絞られた。これらの因子の生物活性を検討するため、コンストラクトを作成している。

現在までの達成度 (区分)
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

研究の開始後、研究の遂行に有用なENCODEおよびFANTOM5プロジェクトの研究結果が相次いで公表され、研究計画を修正した。今年度は単一運動ニューロン組織からのCAGE解析が終了し、ADAR2 遺伝子ADARB1の発現パターンが運動ニューロンと対照組織とで大きく異なることが明らかになり、運動ニューロン特異的なADARB1発現制御解析のための基盤が整備された。これにより、転写因子開始部位およびエンハンサー部位の同定、およびその近傍の詳細な遺伝子マップの作成、転写因子の選定、リポーターアッセイシステムの構築を進めた。

今後の研究の推進方策

ADARB1遺伝子の制御に関わる転写因子候補につき、生物活性の確認作業を行う。すなわち、本年度のCAGE解析よりプロモーター領域全体を含むように修正したリポーターアッセイ系を用いて、これまでの解析により絞り込まれた転写因子の単独ないし複数の組み合わせによるADARB1遺伝子の制御活性を測定する。これにより絞り込まれた候補転写因子に付き、培養細胞系を用いてADAR2 発現制御活性を確認する。これらの転写因子に付きヒト運動ニューロンにおける発現変化、変異の有無をALS患者と健康対照者との比較において解析し、ALSの病因的意義を探る。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Phosphorylated TDP-43 becomes resistant to cleavage by calpain: a regulatory role for phosphorylation in TDP-43 pathology of ALS/FTLD.2016

    • 著者名/発表者名
      Yamashita T, Teramoto S, Kwak S
    • 雑誌名

      Neurosci Res in press

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deficient RNA-editing enzyme ADAR2 in an amyotrophic lateral sclerosis patient with a FUSP525L mutation.2016

    • 著者名/発表者名
      Aizawa H, Hideyama T, Yamashita T, Kimura T, Suzuki N, Aoki M, Kwak S
    • 雑誌名

      J Clin Neurosci in press

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anti-TIF1-g antibody and cancer-associated myositis:a clinicohistopathological study.2016

    • 著者名/発表者名
      Hida A, Yamashita T, Kwak S, et al.
    • 雑誌名

      Neurology in press

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Autophagy in spinal motor neurons of conditional ADAR2-knockout mice: an implication for a role of calcium in increased autophagy flux in ALS.2015

    • 著者名/発表者名
      Sasaki S, Yamashita T, Kwak S
    • 雑誌名

      Neurosci Lett

      巻: 598 ページ: 79-84

    • 査読あり
  • [学会発表] Development of specific therapy for sporadic ALS2016

    • 著者名/発表者名
      郭 伸
    • 学会等名
      【3rd World Centenarians Initiative】International Symposium on Amyotrophic Lateral Sclerosis
    • 発表場所
      千里ライフサイエンスセンター(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2016-02-19 – 2016-02-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A role for inefficient RNA editing in the amyotrophic lateral sclerosis (ALS) pathogenesis2015

    • 著者名/発表者名
      郭 伸
    • 学会等名
      第58回日本神経化学会大会 ISN (International Society for Neurochemistry)/JSN (Japanese Society for Neurochemistry) Joint Symposium "Epigenetics in neurological and psychiatric diseases
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ(埼玉県さいたま市)
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-13
    • 招待講演
  • [学会発表] AMPA受容体アンタゴニストであるランパネルを用いたALS治療法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      山下雄也, 廣瀬直己, 赤松恵, 寺本さやか, 蔡慧令, 郭伸
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会 ワークショップ 研究ポスター「伝わる」デザイン
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-07-29 – 2015-07-29
  • [学会発表] 分子病態モデルマウスを用いた筋萎縮性側索硬化症の遺伝子治療法開発2015

    • 著者名/発表者名
      郭 伸
    • 学会等名
      第56回日本神経学会学術大会 ランチョンセミナー33「ALS研究と緩和ケアの最前線」
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2015-05-22 – 2015-05-22
    • 招待講演
  • [学会発表] ALSのALSFRS-Rスコアの経時的変化とアクティグラフによる運動量の検討2015

    • 著者名/発表者名
      相澤仁志、加藤陽久、郭 伸
    • 学会等名
      第56回日本神経学会学術大会 ポスター
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2015-05-22 – 2015-05-22
  • [学会発表] Mechanism-based gene therapy for sporadic ALS2015

    • 著者名/発表者名
      郭 伸、山下雄也、寺本さやか
    • 学会等名
      第56回日本神経学会学術大会 Hot Topics 18 “Gene Therapy for Neurological disorders
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2015-05-22 – 2015-05-22
  • [備考] 東京大学大学院医学系研究科 郭 研究室

    • URL

      http://square.umin.ac.jp/teamkwak/

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公開日: 2017-01-06  

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