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

2016 年度 実績報告書

• 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, 大学院医学系研究科(医学部), 客員研究員 (40160981)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: ALS / RNA編集 / ADAR2遺伝子 / 転写因子 / FUS

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。
運動ニューロンにおけるADARB1の発現を解析するために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組織および対照組織（脊髄後角、白質）を用いたcap analysis of gene expression(CAGE)解析を行い、運動ニューロンに特異的なエンハンサーRNA（eRNA）発現部位を特定した。ADARB1遺伝子の上流領域につき、ENCODEおよびFANTOM5プロジェクトの研究結果を参考にし、ADAR2 活性の高い組織と低い組織のヒストン修飾の比較、CAGEタグ発現部位の比較から想定される、プロモーター・エンハンサー部位につき、転写因子結合モチーフを解析した。選定した転写因子から、運動ニューロンに発現している転写因子を抽出し、最も有力な15種類の転写因子を選定し、クローニングを行った。
ADARB1遺伝子プロモーター領域のヒストン修飾から、より広い上流領域を含む領域がプロモーターとして働いている可能性が出てきたので、ルシフェラーゼ遺伝子を用いたレポーターアッセイ系を追加構築した。このレポーターアッセイ系を用いて、上記の方法で選定した15種類の転写因子の活性を測定し、5種類について3倍以上のADAR2 活性上昇を認めた。さらに、これらを組み合わせることにより単独よりも2-3倍活性が上昇する組み合わせを得た。
これら活性上昇作用のみられた転写因子をヒト由来培養細胞に過剰発現ないしノックダウンさせ、活性の変化を検討し、有意な変化が観察された転写因子を複数得た。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Calpain-dependent disruption of nucleo-cytoplasmic transport in ALS motor neurons. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamashita T, Aizawa H, Teramoto S, Akamatsu M, Kwak S
  • 雑誌名: Sci Reports 巻: 7-39994 ページ: －
  • DOI: doi:10.1038/srep39994
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 孤発性ALSの病態と治療－AMPA受容体阻害薬による筋萎縮性側索硬化症治療の可能性― (2017)
  • 著者名/発表者名: 赤松 恵、山下 雄也、郭 伸
  • 雑誌名: 神経治療学 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ca2+-permeable AMPA receptors mediate epileptogenesis associated with hypothalamic hamartoma (2017)
  • 著者名/発表者名: Kitaura H, Sonoda M, Teramoto S, Shirozu H, Shimizu H, Kimura M, Masuda H, Ito Y, Takahashi H, Kwak S, Kameyama S, Kakita A.
  • 雑誌名: Epilepsia 巻: 58-4 ページ: E59-E63
  • DOI: DOI : 10.1111/epi.13700
  • 査読あり
• [雑誌論文] Altered intracellular milieu of ADAR2-deficient motor neurons in amyotrophic lateral sclerosis (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamashita T, Akamatsu M, Kwak S
  • 雑誌名: Genes 巻: 8(2)-60 ページ: －
  • DOI: DOI:10.3390/genes8020060
  • 査読あり
• [雑誌論文] The AMPA receptor antagonist perampanel robustly rescues amyotrophic lateral sclerosis (ALS) pathology in sporadic ALS model mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Akamatsu M, Yamashita T, Hirose N, Teramoto S, Kwak S:
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 7-28649 ページ: －
  • DOI: doi: 10.1038/srep28649
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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 巻: 87 ページ: 299-308
  • DOI: doi: 10.1212/WNL.0000000000002863
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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 巻: 32 ページ: 128-129
  • DOI: doi: 10.1016/j.jocn.2015.12.039
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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 巻: 107 ページ: 63-69
  • DOI: doi:10.1016/j.neures.2015.12.006.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 分子病態解明から治療へ (2016)
  • 著者名/発表者名: 山下雄也, 郭 伸
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 67-4 ページ: 323-328
  • 査読あり
• [雑誌論文] 筋萎縮性側索硬化症－孤発性ALSモデルマウスを用いたALSの遺伝子治療法開発－ (2016)
  • 著者名/発表者名: 山下雄也, 郭 伸
  • 雑誌名: 遺伝子医学 MOOK 巻: 30 ページ: 257-263
  • 査読あり
• [雑誌論文] 神経疾患とRNA編集異常－孤発性ALSの分子病態モデルマウスを用いたALSの治療法開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山下雄也, 郭 伸
  • 雑誌名: 生化学 巻: 88-5 ページ: 600-608
  • 査読あり
• [雑誌論文] 孤発性ALSに対する遺伝子治療法の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 郭 伸
  • 雑誌名: 臨床評価 巻: 44-3 ページ: 588-593
• [雑誌論文] Cancer-association as a risk factor for anti-HMGCR antibody-positive myopathy (2016)
  • 著者名/発表者名: Kadoya M, Hida A, Maeda M, Taira K, Ikenaga C, Uchio N, Kubota A, Kaida K, Miwa Y, Kurasawa K, Shimada H, Sonoo M, Chiba A, Shiio Y, Uesaka Y, Sakurai Y, Izumi T, Inoue M, Kwak S, Tsuji S, Shimizu
  • 雑誌名: Neurology 巻: 3(6):e290, ページ: －
  • DOI: DOI:10.1212/NXI.0000000000000290
  • 査読あり
• [学会発表] ROBUST BENEFICIAL EFFECTS OF A NON-COMPETITIVE AMPA RECEPTOR ANTAGONIST IN AN ALS MOUSE MODEL (2016)
  • 著者名/発表者名: Megumi Akamatsu, Takenari Yamashita, Sayaka Teramoto, Shin Kwak
  • 学会等名: The 27th International Symposium on ALS/MND
  • 発表場所: Convention Centre Dublin （Ireland, Dublin）
  • 年月日: 2016-12-08 – 2016-12-08
  • 国際学会
• [学会発表] A selective non-competitive AMPA receptor antagonist as a potential drug for sporadic amyotrophic lateral sclerosis (ALS) -rescue of motor dysfunctions and loss of motor neurons with TDP-43 pathology in ALS model mice (2016)
  • 著者名/発表者名: Megumi Akamatsu, Takenari Yamashita, Takashi Hosaka, Naoki Hirose, Sayaka Teramoto, Shin Kwak
  • 学会等名: Society for Neuroscience 2016
  • 発表場所: San Diego Convention Center（USA, San Diego）
  • 年月日: 2016-11-13 – 2016-11-13
  • 国際学会
• [学会発表] Death of motor neurons caused by failure of GluA2 RNA editing was robustly rescued by a selective AMPA receptor antagonist in the mechanistic ALS model mice: a potential drug for sporadic amyotrophic lateral scleroses(ALS) (2016)
  • 著者名/発表者名: Megumi Akamatsu, Takenari Yamashita, Takashi Hosaka, Naoki Hirose, Sayaka Teramoto, Shin Kwak
  • 学会等名: 【4th RNA Metabolism in Neurological Disease】11th Brain Research Conference
  • 発表場所: Paradise Point（USA, San Diego）
  • 年月日: 2016-11-10 – 2016-11-10
  • 国際学会
• [学会発表] 筋萎縮性側索硬化症の分子標的治療 (2016)
  • 著者名/発表者名: 郭 伸, 山下 雄也, 赤松 恵, 寺本 さやか
  • 学会等名: 【第34回日本神経治療学会】特別プログラム「シンポジウム3」
  • 発表場所: 米子コンベンションセンター（鳥取県米子市）
  • 年月日: 2016-11-03 – 2016-11-03
  • 招待講演
• [学会発表] ALSの分子標的治療 (2016)
  • 著者名/発表者名: 郭 伸
  • 学会等名: 【第22回日本遺伝子細胞治療学術集会】シンポジウム「Neurological and Muscle Disease 」
  • 発表場所: 虎ノ門ヒルズフォーラム（東京都港区）
  • 年月日: 2016-07-30 – 2016-07-30
  • 招待講演
• [学会発表] The AMPA receptor antagonist perampanel robustly rescues amyotrophic lateral sclerosis pathology in ALS model mice (2016)
  • 著者名/発表者名: Akamatus M, Yamashita T, Teramoto S, Kwak S
  • 学会等名: 10th FENS Forum of Neuroscience
  • 発表場所: Copenhagen,（Denmark)
  • 年月日: 2016-07-02 – 2016-07-06
• [図書] 「ヒトの動きの神経科学シリーズ第３巻：筋力発揮の脳・神経科学―その基礎から臨床までー」筋萎縮性側索硬化症（ALS）とその治療 (2017)
  • 著者名/発表者名: 郭 伸
  • 総ページ数: 188頁中の18頁
  • 出版者: 市村出版
• [備考] 東京大学大学院医学系研究科郭研究室
  • URL: http://newsquare.umin.ac.jp/teamkwak/index.html