TDP43の自己調節機能に注目したALSの病態機序の解明

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25253065
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 西澤 正豊 新潟大学, 脳研究所, 教授 (80198457)
• 研究分担者: 小野寺 理 新潟大学, 脳研究所, 教授 (20303167) ; 石原 智彦 新潟大学, 脳研究所, 助教 (70612232) ; 柿田 明美 新潟大学, 脳研究所, 教授 (80281012) ; 佐藤 俊哉 新潟大学, 脳研究所, 助教 (90359703)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 神経病態

研究概要

TDP-43の蛋白量の制御機構として，TDP-43 ｍRNAの制御機構の理解が必須である．この機構として①エクソン6内のスプライシングによるナンセンス依存性mRNA分解機構　polyAサイトの使い方をかえることにより　細胞内局在を変化させ，②蛋白質として産生されるTDP-43の量を制御する，③ｍRNAの安定性を変化させる,という機構が考えられる．まず，エクソン6内のスプライシング機構に関わるシス（塩基配列），トランス因子（TDP-43を含むスプライシング因子）の解明を目的とした．特に本症の組織特異性を説明するためには，運動神経細胞のトランス因子の解明は重要である．まず，同領域のスプライシング多様体を解明するために，ヒト運動神経細胞，神経組織でTDP-43 mRNA多様体の有無を検討した．これで認められた多様体が，培養細胞でも再現することが可能か，同領域のミニジーン（TDP-43のエクソン6とその周囲のイントロン配列をもち，両端はSMN遺伝子のエクソンイントロン配列を持つ人工遺伝子）を作成し，培養細胞内でスプライシング，polyAサイトの決定機構を検討し．この制御機構を秋果かとした．さらに 同領域のスプライシングに関係するシス因子を解明するために，スプライシングに重要な部位に変異を導入し，その影響を検討し，シス因子について明らかとした．また，ナンセンス依存性mRNA分解機構の関与について，ナンセンス依存性mRNA分解機構阻害剤であるシクロヘキシミド投与下，もしくは同機構に関連するUPF1の発現抑制下でTDP-43 mRNA量を検討しナンセンス依存性mRNA分解機構へ依存していることを示した．さらにこれらの制御機構について患者組織において検討を加えた．

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

当初計画していたTDP-43 mRNAの制御機構の基礎的な解明は，ほぼ予定通り進行した．また患者差組織における調節機構の解析も，予定通りの進行をしている．いずれも論文発表を予定している．

今後の研究の推進方策

当初の予定どおり孤発性ALS（SALS)のモデル動物作成を推進する．申請計画書通りに，予備実験も終了しており，現時点で特に変更する予定はない．

研究成果

• [雑誌論文] Minor splicing pathway is not minor any more: implications for the pathogenesis of motor neuron diseases. (2014)
  • 著者名/発表者名: Onodera O, Ishihara T, Shiga A, Ariizumi Y, Yokoseki A, Nishizawa M.
  • 雑誌名: Neuropathology. 巻: 34 ページ: 99-107
  • DOI: 10.1111/neup.12070.
  • 査読あり
• [雑誌論文] ERBB4 mutations that disrupt the neuregulin-ErbB4 pathway cause amyotrophic lateral sclerosis type 19. (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Y, Fukuda Y, Yoshimura J, Toyoda A, Kurppa K, Moritoyo H, Belzil VV, Dion PA, Higasa K, Doi K, Ishiura H, Mitsui J, Date H, Ahsan B, Matsukawa T, Ichikawa Y, Moritoyo T, Ikoma M, Hashimoto T, Kimura F, Murayama S, Onodera O, Nishizawa M,他
  • 雑誌名: Am J Hum Genet 巻: 95 ページ: 900-905
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2013.09.008.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sporadic ALS with compound heterozygous mutations in the SQSTM1 gene. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimizu H, Toyoshima Y, Shiga A, Yokoseki A, Arakawa K, Sekine Y, Shimohata T, Ikeuchi T, Nishizawa M, Kakita A, Onodera O, Takahashi H.
  • 雑誌名: Acta Neuropathol. 巻: 126 ページ: 453-459
  • DOI: 10.1007/s00401-013-1150-5.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Decreased number of Gemini of coiled bodies and U12 snRNA level in amyotrophic lateral sclerosis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishihara T, Ariizumi Y, Shiga A, Kato T, Tan CF, Sato T, Miki Y, Yokoo M, Fujino T, Koyama A, Yokoseki A, Nishizawa M, Kakita A, Takahashi H, Onodera O.
  • 雑誌名: Hum Mol Genet. 巻: 22 ページ: 4136-4147
  • DOI: 10.1093/hmg/ddt262.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Japanese amyotrophic lateral sclerosis patients with GGGGCC hexanucleotide repeat expansion in C9ORF72. (2013)
  • 著者名/発表者名: Konno T, Shiga A, Tsujino A, Sugai A, Kato T, Kanai K, Yokoseki A, Eguchi H, Kuwabara S, Nishizawa M, Takahashi H, Onodera O.
  • 雑誌名: J Neurol Neurosurg Psychiatry. 巻: 84 ページ: 398-401
  • DOI: 10.1136/jnnp-2012-302272.
  • 査読あり
• [学会発表] TDP-43 is autoregulated by multiple excisions of introns in exon6 and reservation of mRNA in nucleus by TDP-43 (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihide Koyama, Akihiro Sugai, Taisuke Kato, Takuya Konno, Tomohiko Ishihara, Masatoyo Nishizawa, Osamu Onodera
  • 学会等名: 24th International Symposium on ALS/MND
  • 発表場所: Milan イタリア
  • 年月日: 20131206-20131208
• [学会発表] Alternative splicing or polyadenylation, which is the major mechanism for auto-regulation of TDP-43? (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Sugai, Akihide Koyama, Taisuke Kato, Takuya Konno, Tomohiko Ishihara, Masatoyo Nishizawa, Osamu Onodera
  • 学会等名: RNA Metabolism in Neurological Disease:8th Brain Research Conference
  • 発表場所: SanDiego アメリカ合衆国
  • 年月日: 20131108-20131109
• [学会発表] TDP-43量はTDP-43に惹起される自己mRNAのスプライシングで制御される (2013)
  • 著者名/発表者名: 須貝 章弘、小山 哲秀、今野 卓哉、加藤 泰介、西澤 正豊、小野寺 理
  • 学会等名: 第54回日本神経学会学術大会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム
  • 年月日: 20130522-20130525