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本研究は、TAR DNA Binding Protein-43(TDP-43)に注目し、細胞内凝集体形成過程を解明するために計画した。TDP-43は前頭側頭変性症(FTLD)において凝集体形成が最初に見出され、最近では筋萎縮性側索硬化症(ALS)の患者組織で、その後アルツハイマー病でも凝集体形成が報告されている。そのことから、TDP-43は、FTLD、ALS、アルツハイマー病に大きくかかわっていると考えられている。TDP-43の遺伝子変異が原因で細胞内に凝集体形成が起こりニューロン死に至ると考えられているが、その経時変化については未解明な部分が多い。
神経変性は長い時間掛けて緩やかに起こるため変化の検出が難しい。そのため、長期間の細胞イメージングとタイムポイントの生化学解析によりTDP-43凝集体を可視化し、凝集体形成と神経変性の開始、そしてニューロン死への関わり方を調べた。具体的には「細胞内変化」のそれぞれの事象の順序を明確にし、「生体変化」と「細胞変化」の時間軸の照合を目指した。すなわち、生体変化としては「健康な人と変わらない」時期において細胞内変化では何が起こっているのかを申請者独自の手法で明らかにすべく解析を進めてきた。
「生体変化」の1つとして22か月齢のALSモデルマウス脊髄において、運動ニューロンの大幅な減少と、TDP-43タンパク質の異常な蓄積を検出し、8か月齢のALSモデルマウスにおいて凝集体が検出された。更に若い月齢のALSモデルマウスでも解析を行っていく必要がある。「細胞変化」としてTDP-43の断片化をウエスタンブロットにより検出し、TDP-43の凝集体形成を可視化してその頻度を測定することができた。「生体変化」と「細胞変化」の時間軸の照合については本研究の目標に至っていないが、それぞれのいくつかの事象と時間軸を研究期間内に明らかにすることができた。
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