研究課題
基盤研究(C)
脊髄小脳変性症は治療法が確立されていない神経変性疾患である。私たちは以前、新規GTP結合タンパク質であるCRAGを同定した。CRAGは、脊髄小脳変性症の原因タンパク質である異常伸長したポリグルタミンタンパク質(PolyQ)の分解を促進することを明らかにしたが、その分機構は不明であった。さらに最近、CRAGは転写因子SRFを活性化してc-fos依存的なAP-1を活性化して神経細胞の生存を高めることを報告したが、その分子機構も不明である。私たちはCRAG欠損マウスを作製し、解析を行った。CRAG欠損マウスは生後３週齢で致死を示し、大脳皮質神経細胞、海馬神経細胞、小脳プルキンエ細胞において広範な細胞死が認められた。さらにグリオーシスが認められ、神経細胞死の痕跡と考えられた。以上の結果より、CRAGは神経細胞の生存に必須の分子であることが明らかとなった。興味深いことに、CRAGは筋萎縮性側索硬化症の原因遺伝子産物を分解する活性も認められた。したがって、CRAGが脊髄小脳変性症だけでなく、ALSなど様々な神経変性疾患に応用できる可能性が示された。現在、小脳プルキエンエ細胞特異的な欠損マウスを作製中である。また、CRAGによるSRFの活性化機構において、CRAGはELK1と結合してSRFを活性化することが明らかとなった。興味深いことにCRAGはELK1のスモ化を認識して結合し、SRFを活性化していることが明らかとなった。これらの結果より、CRAGは神経細胞の細胞死を強力に抑制できることが判明し、脊髄小脳変性症をはじめ様々な神経変性疾患の遺伝子治療に有用であることが示された。
2: おおむね順調に進展している
CRAG欠損マウスを作製に成功した結果、CRAG欠損マウスは生後３週齢で致死を示した。また、脳皮質神経細胞、海馬神経細胞、小脳プルキンエ細胞において広範な細胞死が認められ、CRAGが神経細胞の生存に必須であることが証明された。さらに、CRAGによるSRFの活性化機構においてELK1のスモ化を認識して結合し、SRFを活性化していることを見いだした。したがって、当初の目的に対して、概ね順調に進展していると判断される。
CRAG欠損マウスは生後３週齢で致死を示したので、脳の部位特異的な欠損マウスを作製中である。とくに大脳皮質・海馬特異的な欠損マウスおよび小脳プルキンエ細胞特異的に欠損マウスを作製し、CRAGの生体内の重要性をより詳細に明らかにしなければならない。またELK1のスモ化の制御機構を解明する必要がある。今後、脊髄小脳変性症をはじめ神経変性疾患の遺伝子治療用のベクターを開発していく必要がある。
当初は学会参加費用として旅費を計上していたが、次年度に発表を延ばしたため未使用学はその費用としてあてることとした。Neuro2A細胞を用いたCRAGのSRF活性化メカニズムの解明： これまでの研究でCRAGが転写因子SRFを活性化し、細胞保護に働くことを報告した(Nagashima et al. J Biol Chem. 2011)。しかしながら、CRAGによるSRFの活性化メカニズムの詳細は未だに明らかになっていない。SRFの活性化メカニズムは主にElk-1を介したc-fosやegr1などを誘導する経路とMALを介したactinなどを誘導し actin dynamicsを引き起こす経路が報告されている(Posern et al. Trends Cell Biol. 2006)。CRAGがどちらの経路に関与するかを詳細に解析する。小脳CRAG KOの組織学的な解析： 加齢したマウスのCRAGが欠損した細胞では変性タンパク質が蓄積し、細胞死が亢進する可能性が考えられる。したがって、生後6ヶ月、生後1年の形態学的解析、変性タンパク質の蓄積や細胞死を免疫組織染色で観察する
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