RNAスプライシング複合体構造解析に基づく遺伝性発達障害性疾患の革新的治療開発

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26640037
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 岡澤 均 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (50261996)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: スプライシング / RNA / 機能障害 / 小頭症 / PQBP1

研究実績の概要

ポリグルタミン病の疾患タンパク質に含まれるポリグルタミン繰り返し配列に結合するタンパク質であるPQBP1について、私たちはRNA polymerase IIならびにスプライシング因子U5-15kDに結合することを既に報告して来た。本年度は、C末端領域の特定配列がU5-15kDとの結語に必須であることを構造生物学的手法から明らかにした(Mizuguchi et al, Nature Commun 2014)。知的障害におけるPQBP1遺伝子変異はPQBP1タンパク質の発現低下を通じて、各種遺伝子のhnRNAからmRNAへのスプライシングパターン異常を来たすことが予想されるが、今回、新規に作成したPQBP1遺伝子cKOマウスにおいて細胞周期遺伝子のスプライシング異常が神経幹細胞分裂周期を延長させて脳サイズ減少につながっていることを明らかにした（Ito et al, Mol Psychiatry 2014）。加えて、AAVを用いたPQBP1の補充療法によって、脳サイズ減少（小頭症）を改善出来ることを示した（Ito et al, Mol Psychiatry 2014）。

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

CKOマウスを使って全ての遺伝子におけるスプライシング異常を網羅的に捉えた上で、小頭症という個体フェノタイプに如何につながるかを明らかに出来た。さらに、AAVベクターを用いた遺伝子治療によりPQBP1を補充することで小頭症が改善することも示した。これらの成果は、当該領域で大きな意味をもつものである。

今後の研究の推進方策

PQBP1-cKOマウスを用いて、エイジングとPQBP1スプライシングの関係について解析を進めるとともに、変性疾患に於けるPQBP1を介したスプライシング異常について、様々な手法で検討を行う。PQBP1はポリグルタミン配列に広く結合するタンパク質であり、変性疾患を跨いだスプライシング異常病態について解析を進める。

研究成果

• [雑誌論文] Impaired DNA damage repair as a common feature of neurodegenerative diseases and psychiatric disorders. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shiwaku H, Okazawa H.
  • 雑誌名: Curr Mol Med. 巻: 15 ページ: 119-28
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Comprehensive phosphoproteome analysis unravels the core signaling network that initiates the earliest synapse pathology in preclinical Alzheimer's disease brain. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tagawa K, Homma H, Saito A, Fujita K, Chen X, Imoto S, Oka T, Ito H, Motoki K, Yoshida C, Hatsuta H, Murayama S, Iwatsubo T, Miyano S, Okazawa H.
  • 雑誌名: Hum Mol Genet. 巻: 24 ページ: 540-58
  • DOI: 10.1093/hmg/ddu475.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] In utero gene therapy rescues microcephaly caused by Pqbp1-hypofunction in neural stem progenitor cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ito H, Shiwaku H, Yoshida C, Homma H, Luo H, Chen X, Fujita K, Musante L, Fischer U, Frints SG, Romano C, Ikeuchi Y, Shimamura T, Imoto S, Miyano S, Muramatsu SI, Kawauchi T, Hoshino M, Sudol M, Arumughan A, Wanker EE, Rich T, Schwartz C, Matsuzaki F, Bonni A, Kalscheuer VM, Okazawa H.
  • 雑誌名: Mol Psychiatry. 巻: 20 ページ: 459-71.
  • DOI: 10.1038/mp.2014.69.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Systematic analysis of fly models with multiple drivers reveals different effects of ataxin-1 and huntingtin in neuron subtype-specific expression. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shiraishi R, Tamura T, Sone M, Okazawa H.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 ページ: e116567
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0116567. eCollection 2014.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] HMGB1 facilitates repair of mitochondrial DNA damage and extends the lifespan of mutant ataxin-1 knock-in mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ito H, Fujita K, Tagawa K, Chen X, Homma H, Sasabe T, Shimizu J, Shimizu S, Tamura T, Muramatsu S, Okazawa H.
  • 雑誌名: EMBO Mol Med. 巻: 7 ページ: 78-101
  • DOI: 10.15252/emmm.201404392.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Segmental isotope-labeling of the intrinsically disordered protein PQBP1. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nabeshima Y, Mizuguchi M, Kajiyama A, Okazawa H.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 588 ページ: 4583-9
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2014.10.028.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mutations in the PQBP1 gene prevent its interaction with the spliceosomal protein U5-15 kD. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mizuguchi M, Obita T, Serita T, Kojima R, Nabeshima Y, Okazawa H.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 30 ページ: 3822.
  • DOI: 10.1038/ncomms4822.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] シナプス病態から脳疾患治療へ、網羅的質量分析の示唆するアルツハイマー病のシナプス超早期病態の分子機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡澤 均
  • 学会等名: 包括脳ネットワーク』冬のシンポジウム「精神神経疾患研究の現状と展望：新学術５領域の相互理解･連携を目指して」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-12-11 – 2014-12-11
  • 招待講演
• [学会発表] ゲノム安定性と脳機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡澤 均
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会 シンポジウム・ゲノム再生
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] Systems biology analysis of Drosophila in vivo screen data elucidates core networks for DNA damage repair in SCA1 (2014)
  • 著者名/発表者名: Tamura, T., Barclay, S, S., Fujita, K., Ito, H., Motoki, K., Shimamura, T., Tagawa, K., Katsuta, A., Shiwaku, H., Sone, M., Tagawa, K., Imoto, S., Miyano, S., Okazawa, H.
  • 学会等名: Neuroscience2014
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] A functional deficiency of TERA/VCP/p97 contributes to impaired DNA repair in multiple polyglutamine diseases. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujita, K., Nakamura, Y., Oka, T., Ito, H., Tamura, T., Tagawa, K., Sasabe, T., Katsuta, A., Motoki, K., Shiwaku, H., Yoshida, C., Sone, M., Okazawa, H.
  • 学会等名: Neuroscience2014
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] Comprehensive Phosphoproteome Analysis Unravels the Core Signaling Network that Initiates the Earliest Synapse Pathology in Preclinical Alzheimer’s Disease Brain (2014)
  • 著者名/発表者名: Okazawa, H.
  • 学会等名: ISP Symposium 2014
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2014-08-28 – 2014-08-28
  • 招待講演
• [産業財産権] 脊髄小脳変性症を予防または治療するための薬剤 (2014)
  • 発明者名: 岡澤 均
  • 権利者名: 岡澤 均
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2014/077258
  • 出願年月日: 2014-10-10
• [産業財産権] アルツハイマー病及び前頭側頭葉変性症の診断方法、診断薬、治療薬及びこれらの薬剤スクリーニング法 (2014)
  • 発明者名: 岡澤 均
  • 権利者名: 岡澤 均
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2014/084424
  • 出願年月日: 2014-12-25