dynactin-1ノックアウトマウスを用いた孤発性ALSの病態解明と治療法開発

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26461269
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 河合 香里 名古屋大学, 医学系研究科, 研究員 (80398007)
• 研究分担者: 祖父江 元 名古屋大学, 医学系研究科, 特任教授 (20148315)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 筋萎縮性側索硬化症 / dynactin-1 / モデルマウス

研究実績の概要

孤発性ALS患者の運動ニューロンで特異的に遺伝子発現低下が認められたdynactin-1に着目し、運動ニューロン特異的dynactin-1ノックアウト(CKO)マウスを作成した。dynactin-1 CKOマウスは、運動機能障害、脊髄前角運動ニューロンの脱落、リン酸化ニューロフィラメントの蓄積、ユビキチン化封入体の形成など、ALSに特徴的な表現型、病理像を示す。本研究ではユビキチン化封入体構成タンパク質の同定、およびグリア細胞による病態増悪機序の解明に焦点を置いた。
抗ユビキチン化抗体を用いてマウス脊髄の免疫染色を行い、dynactin-1 CKOマウスにおいては病初期より脊髄前角にユビキチン陽性の細胞内封入体が形成されることを確認した。質量分析に供するサンプルを回収するため、脊髄前角の凍結サンプルより抽出したタンパク質を抗ユビキチン化抗体カラムにより精製を続けてきた。残念ながらターゲットとしている脊髄前角が非常に小さく、質量分析を行うための必要量が不十分であるため、今後もサンプリングを行う必要がある。
様々な病期のdynactin-1 CKOマウスを用いて、GFAP（アストロサイト）、Iba-1（totalミクログリア）、CD86（M1ミクログリア）、Arginase-1（M2ミクログリア）について免疫染色を行った結果、CKOマウスでは病初期である15週齢よりグリアの活性化が認められた。ウェスタンブロットにてGFAP、Iba-1が病初期に有意に上昇していることが確認できた。脊髄におけるサイトカインの発現変動を捉えるべくサイトカインアレイを用いて検討したが、有意に変動しているサイトカインを見出すことができず、今後脊髄前角に限局してサイトカイン変動について検討する必要があると考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Decreased Peak Expiratory Flow Associated with Muscle Fiber-Type Switching in Spinal and Bulbar Muscular Atrophy. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamada S, Hashizume A, Hijikata Y, Inagaki T, Suzuki K, Kondo N, Kawai K, Noda S, Nakanishi H, Banno H, Hirakawa A, Koike H, Halievski K, Jordan CL, Katsuno M, Sobue G.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 11 ページ: ー
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0168846
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Exosome secretion is a key pathway for clearance of pathological TDP-43. (2016)
  • 著者名/発表者名: Iguchi Y, Eid L, Parent M, Soucy G, Bareil C, Riku Y, Kawai K, Takagi S, Yoshida M, Katsuno M, Sobue G, Julien JP.
  • 雑誌名: Brain 巻: 139 ページ: 3187-3201
  • DOI: 10.1093/brain/aww237
  • 査読あり
• [雑誌論文] Marked Involvement of the Striatal Efferent System in TAR DNA-Binding Protein 43 kDa-Related Frontotemporal Lobar Degeneration and Amyotrophic Lateral Sclerosis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Riku Y, Watanabe H, Yoshida M, Mimuro M, Iwasaki Y, Masuda M, Ishigaki S, Katsuno M, Sobue G.
  • 雑誌名: J Neuropathol Exp Neurol 巻: 75 ページ: 801-811
  • DOI: 10.1093/jnen/nlw053
  • 査読あり
• [学会発表] Motor neuron-specific dynactin-1 knockout mice exhibit ALSlike neurodegeneration (2016)
  • 著者名/発表者名: Kaori Kawai, Masahisa Katsuno, Kensuke Ikenaka, Yohei Iguchi, Ryu Katsumata, Kunihiko Araki, Fumiaki Tanaka, Gen Sobue
  • 学会等名: 第57回日本神経学会学術大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県 神戸市）
  • 年月日: 2016-05-18 – 2016-05-21