マウストランスクリプトミクス新戦略によるアルツハイマー病関連遺伝子同定と機能解析

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26461747
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 森原 剛史 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (90403196)
• 研究分担者: 武田 雅俊 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (00179649) ; 田中 稔久 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (10294068)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: アルツハイマー病 / アミロイドβ / トランスクリプトーム / マウス背景遺伝子 / トランスレーショナル研究

研究実績の概要

中間結果を論文にまとめた（Morihara (corresponding author) et al PNAS 2014）。日経、読売、毎日新聞など多数の新聞およびテレビニュースでも報道された。
KLC1vEのsiRNAによるノックダウンについては、ヴァリアントへの特異性及び効率の高い系を作ることができた。SY5Y細胞のKLC1vEのノックダウンするとAβ40およびAβ42の産生量が抑制された。一方KLC1vEの強制発現ではAβ40およびAβ42の産生量の産生は増加するものの、そのエフェクトサイズは小さかった。
マウストランスクリプトームの再解析はすすんでいる。当初のクライテリアは極端に厳しいので、通常に近い厳しさのクライテリアでプローブの再抽出を行った。Aβが脳内に蓄積しにくいDBA/2で他のストレインに比べ発現量が異なるプローブをp<0.001で抽出した。こうして得られた373プローブを用いて、共同研究者らとのヒトGWASとの統合解析を開始している。
mRNA解析のためのヒト末梢血の収集も順調にすすんでいる。診断未確定分を含めて過去の分も含め年度末までに合計100検体あまりが収集できた。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

一部の具体的計画については未達成なものもあるが、本研究の大目標については期待以上に信頼性の高いデーターを得ながら期待以上の成果を得ている。本研究では究極の大目標として「アルツハイマー病の新規メカニズム同定」と「complex diseaseの重要遺伝子同定の新戦略」という大胆で困難、しかし極めて重要な事項を挙げている。前者についてはマウストランスクリプイとミクス、ゲノミクス、ヒトジェネティクス、さらには培養細胞による機能解析という多角的研究手法により解明が進んでいる。後者については期待以上の統計学的信頼度および大胆かつ発展的な新しいアプローチがすすんでいる。
中間結果はMorihara (corresponding author) et al PNAS 2014やGan KJ, Morihara T(corresponding author), Silverman MA.　BioEssays (in press)などで論文発表した。
学会においても本研究の進捗状況や今後の可能性に対して期待が寄せられている (International Society for Neurochemistry, Japanese Society for Neurochemistry Symposium 2014,　日本認知症学会2014シンポジウム、Alzheimer’s Association International Conference 2014 座長口演などをする)

今後の研究の推進方策

強制発現系によるKLC1の機能解析には注意点も必要かもしれない。上述のようにノックダウンに比べ強制発現ではAβ産生への効果が観察されにくい。KLC1については強制発現とautoinhibition（Cai J Cell Biol 2007）という現象との関係も考慮する必要があるかもしれない。研究戦略に変更はないが研究戦術については強制発現系に頼りすぎない実験デザインに変更していく。

次年度使用額が生じた理由

研究の戦略としては順調以上に進展しているが、個々の実験については変更があった。

次年度使用額の使用計画

平成26年度に完成した実験系を使用して、同定遺伝子の機能解析を推進する。

研究成果

• [雑誌論文] Transcriptome analysis of distinct mouse strains reveals kinesin light chain-1 splicing as an amyloid-β accumulation modifier. (2014)
  • 著者名/発表者名: Morihara T, Hayashi N, Yokokoji M, Akatsu H, Silverman MA, Kimura N, Sato M, Saito Y, Suzuki T, Yanagida K, Kodama TS, Tanaka T, Okochi M, Tagami S, Kazui H, Kudo T, Hashimoto R, Itoh N, Nishitomi K, Yamaguchi-Kabata Y, Tsunoda T, Takamura H, Katayama T, Kimura R, Kamino K, Hashizume Y, Takeda M.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 111 ページ: 2638-43
  • DOI: 10.1073/pnas.1307345111
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 遺伝子研究から見えてきたこと：アルツハイマー病理形成の原因としての細胞内輸送障害 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森原剛史、赤津裕康、佐藤真広、鈴木利治、木村展之、林紀行 、柳田寛太 、西道隆臣、紙野晃人 、武田雅俊
  • 学会等名: 第３３回 日本認知症学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜会議センター（神奈川）
  • 年月日: 2014-11-29 – 2014-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] Transcriptome analysis of distinct mouse strains reveals kinesin light chain-1 splicing as an amyloid beta pathology modifier in Alzheimer’s disease: A mouse-to-human translational approach to complex diseases (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Morihara, M. Sato, M. Silverman, H. Akatsu, N. Hayashi, M. Yokokoji, K. Yanagida, R. Hashimoto, H. Yamamori, T. Tsunoda, Y. Yamaguchi, K. Kamino, M. Takeda
  • 学会等名: 64th Annual Meeting of the American Society of Human Genetics (ASHG 2014)
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2014-10-18 – 2014-10-22
• [学会発表] Identification of KLC1E as an Abeta accumulation modifier in Alzheimer’s disease：a novel approach to complex disease by transcriptome analysis of distinct mouse strains (2014)
  • 著者名/発表者名: Morihara T
  • 学会等名: ISN (International Society for Neurochemistry)- JSN (Japanese Society for Neurochemistry) Symposium (第57回日本神経化学大会・第36回日本生物学的精神医学会)
  • 発表場所: Nara Japan
  • 年月日: 2014-09-29 – 2014-10-01
  • 招待講演
• [学会発表] アルツハイマー病のAβ病理を規定する因子：mouse-to-human translation研究戦略 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森原剛史
  • 学会等名: 第３回大阪大学神経難病フォーラム
  • 発表場所: 大阪大学銀杏会館（大阪）
  • 年月日: 2014-08-09 – 2014-08-09
  • 招待講演
• [学会発表] Transcriptome analysis of distinct mouse strains reveals KLC1 splice variant E as an Abeta accumulation modifier (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Morihara, N. Hayashi, H. Akatsu, M. Silverman, M. Yokokoji, N. Kimura, M. Sato, K. Kamino, Y. Yamagichi, T. Tsunoda, T. Tanaka, M. Takeda
  • 学会等名: Alzheimer’s Assosication International Conference (AAIC)
  • 発表場所: Copenhagen,Denmark
  • 年月日: 2014-07-12 – 2014-07-17