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2013 年度 実施状況報告書

孤発性ALSマウスモデルによる家族性遺伝子の分子連関の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25461269
研究種目

基盤研究(C)

研究機関東京大学

研究代表者

山下 雄也  東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任研究員 (20431843)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード神経細胞死 / TDP-43 / AMPA受容体 / ADAR2 / GluA2 / calpain / RNA編集 / 筋萎縮性側索硬化症
研究概要

RNA編集酵素ADAR2の活性低下によるAMPA受容体サブユニットGluA2 Q/R部位のRNA編集低下、およびTDP-43陽性の細胞質封入体形成は孤発性ALS運動ニューロンに見られる疾患特異的分子変化である。ADAR2の発現が低下した運動ニューロンにおいてTDP-43の局在異常が観察され、TDP-43がカルパインにより切断され、N端領域が凝集体形成に関与することを報告した。カルパインによるTDP-43の切断点の同定を行う為、リコンビナントTDP-43をpCold系(タカラ)を用いることで合成し、カルパインにより切断したフラグメントをMALDI-TOF mass を用いて解析を行い、10の切断点を同定した。TDP-43フラグメントのウエスタンブロットの結果からメインの3つのN端フラグメントと1つのC端フラグメントを作成し、HeLa細胞に過剰発現後、凝集能と細胞死の検討を行った。プリオンドメインを含んだ2つの長いN端フラグメントは強い凝集性を示したが細胞死は見られなかった。一方短いN端フラグメント・C端フラグメントは凝集能・細胞死ともに観察されなかった。
またADAR2活性低下からTDP-43病理に至る分子カスケードが孤発性ALS運動ニューロンに働いていることは、AR2マウス運動ニューロンのADAR2 発現を遺伝子治療で回復することによりTDP-43の局在が正常化したことにより裏付けられた。
次にFUSがカルパインにより切断されることを培養細胞、マウスの脳・脊髄のin vitro カルパインアッセイにより確認できたので、切断部位の検討のために、Flagタグを付けたFUSのコンストラクトとFUS変異を導入したコンストラクトを作成中である。

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

TDP-43のカルパインによる切断点を同定し、そのN端フラグメントは強い凝集性を示すことがわかり、その結果を論文に発表した。さらに、孤発性ALSマウスを用いたADAR2活性を回復させる遺伝子治療実験において、ADAR2からTDP-43病理へ至る分子カスケードが孤発性ALS運動ニューロンの細胞死ではたらいていることが裏付けられ、その結果を論文に発表した。またFUSがカルパインにより切断されることがわかった。

今後の研究の推進方策

カルパインによるTDP-43の切断点を同定しそのN端フラグメントが強い凝集性を示すことが分かった。またFUSもカルパインにより切断を受けることが明らかになった。この二つの遺伝子と他の孤発性筋萎縮性側索硬化症の関連遺伝子がどのようなつながりがあるのか、得られた結果を元に、神経細胞死カスケードについて、更に検討を行いたいと考える。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] The molecular link between inefficient GluA2 Q/R site-RNA editing and TDP-43 pathology in motor neurons of sporadic amyotrophic lateral sclerosis patients.2014

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

      Brain Res

      巻: 1584 ページ: 28-38

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2013.12.011.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Unique nuclear vacuoles in the motor neurons of conditional ADAR2-knockout mice.2014

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

      Brain Res

      巻: 1550 ページ: 36-46

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2014.01.006.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rescue of amyotrophic lateral sclerosis phenotype in a mouse model by intravenous AAV9-ADAR2 delivery to motor neurons.2013

    • 著者名/発表者名
      Yamashita T, Chai H, Teramoto S, Tsuji S, Shimazaki K, Muramatsu S, Kwak S
    • 雑誌名

      EMBO Mol Med

      巻: 5 ページ: 1710-1719

    • DOI

      10.1002/emmm.201302935.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A unique mouse model for investigating the properties of amyotrophic lateral sclerosis-associated protein TDP-43, by in utero electroporation.2013

    • 著者名/発表者名
      Akamatsu M, Takuma H, Yamashita T, Okada T, Keino-Masu K, Kazuhiro Ishii K, Kwak S, Masu M, Tamaoka S
    • 雑誌名

      Neurosci Res

      巻: 77 ページ: 234-241

    • DOI

      10.1016/j.neures.2013.09.009.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] RNA editingと筋萎縮性側索硬化症。RNA Biologyからみた神経変性疾患の病態機序2013

    • 著者名/発表者名
      山下雄也、郭 伸
    • 雑誌名

      医学の歩み

      巻: 247 ページ: 412-420

  • [学会発表] ADAR2 plays a key role for death and TDP-43 mislocalization in ALS motor neurons.2013

    • 著者名/発表者名
      Yamashita T, Teramoto S, Chai HL, Muramatsu SI, Kwak S
    • 学会等名
      The 24th International Symposium on MND/ALS
    • 発表場所
      Milan, Itary
    • 年月日
      20131206-20131208
  • [学会発表] Calpain-dependent cleavage of TDP-43 plays a crucial role in ALS pathology.2013

    • 著者名/発表者名
      4. Yamashita T, Hideyama T, Teramoto S, Takano J, Iwata N, Saido TC, Kwak S
    • 学会等名
      The 44th Annual Meeting Society for Neuroscience
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      20131109-20131113
  • [学会発表] TDP-43 aggregation produced by In utero electroporation and its properties in the mouse motor neurons.2013

    • 著者名/発表者名
      9. Akamatsu M, Takuma H, Yamashita T, Okada T, Ishii K, Keino-Masu K, Kwak S, Masu M, Tamaoka A
    • 学会等名
      The 44th Annual Meeting Society for Neuroscience
    • 発表場所
      San Diego、USA
    • 年月日
      20131109-20131113
  • [学会発表] ADAR2-dependent death and TDP-43 mislocalization in motor neurons.2013

    • 著者名/発表者名
      Kwak S, Yamashita T, Teramoto S, Chai HL
    • 学会等名
      8th Brain Research conference “RNA binding proteins in neurological disease”
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      20131107-20131108
  • [学会発表] Calpain-dependent cleavage of TDP-43 plays a crucial role in ALS pathology2013

    • 著者名/発表者名
      Yamashita T, Hideyama T, Teramoto S, Takano J, Iwata N, Saido TC, Kwak S
    • 学会等名
      8th Brain Research conference “RNA binding proteins in neurological disease”
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      20131107-20131108
  • [学会発表] ClapainがALSのTDP-43病理形成に果たす役割2013

    • 著者名/発表者名
      8. 山下雄也、日出山拓人、寺本さやか、高野二郎、岩田修永、西道隆臣、郭 伸
    • 学会等名
      第35回神経組織培養研究会
    • 発表場所
      大阪、日本
    • 年月日
      20130629-20130630
  • [学会発表] ClapainがALSのTDP-43病理形成に重要な役割を果たす2013

    • 著者名/発表者名
      7. 山下雄也、日出山拓人、寺本さやか、高野二郎、岩田修永、西道隆臣、郭 伸
    • 学会等名
      第36回日本神経科学大会Neuro2013
    • 発表場所
      京都、日本
    • 年月日
      20130620-20130623
  • [学会発表] 筋萎縮性側索硬化症関連タンパク質:TDP-43封入体の形成ーマウス胎仔電気穿孔法による大脳皮質運動野への疾患関連遺伝子の導入2013

    • 著者名/発表者名
      10. 赤松恵、詫間浩、山下雄也、岡田拓也、石井一弘、桝和子、郭 伸、桝正幸、玉岡晃
    • 学会等名
      第36回日本神経科学大会Neuro2013
    • 発表場所
      京都、日本
    • 年月日
      20130620-20130623
  • [学会発表] Molecular mechanism generating TDP-43 pathology in amyotrophic lateral sclerosis (ALS) motor neurones.2013

    • 著者名/発表者名
      Kwak S, Yamashita T, Hideyama T, Teramoto S
    • 学会等名
      The 23rd Meeting of the European Neurological Society
    • 発表場所
      Balcerona, Spain
    • 年月日
      20130608-20130611
  • [学会発表] AMPA受容体サブユニットGluA2のQ/R 部位RNA編集率に対する薬剤の効果2013

    • 著者名/発表者名
      澤田準、相澤仁志、淺野目明日香、高橋佳恵、斉藤司、片山隆行、長谷部直幸、山下雄也、郭 伸
    • 学会等名
      第54回日本神経学会学術大会
    • 発表場所
      東京、日本
    • 年月日
      20130530-20130601
  • [学会発表] マウス胎仔電気穿孔法による in vivo TDP-43 遺伝子導入と封入体形成2013

    • 著者名/発表者名
      11. 詫間浩、赤松恵、山下雄也、岡田拓也、石井一弘、桝和子、郭 伸、桝正幸、玉岡晃
    • 学会等名
      第54回日本神経学会学術大会
    • 発表場所
      東京、日本
    • 年月日
      20130530-20130601
  • [備考] マウスにおける筋萎縮性側索硬化症の遺伝子治療実験に成功

    • URL

      http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/research-news/a-major-step-towards-the-cure-of-sporadic-als/

  • [備考] マウスにおける筋萎縮性側索硬化症の遺伝子治療実験に成功

    • URL

      http://www.m.u-tokyo.ac.jp/news/press.html#20130926

  • [備考] 東京大学大学院医学系研究科 疾患生命工学センター 臨床医工学部門  郭 研究室

    • URL

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

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公開日: 2015-05-28  

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