RNA結合タンパク質による異常RNA蓄積に対するリボスターシス維持機構の解明

2018 年度 実績報告書

• 研究領域: 脳タンパク質老化と認知症制御
• 研究課題/領域番号: 17H05699
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 永井 義隆 大阪大学, 医学系研究科, 寄附講座教授 (60335354)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 脳神経疾患 / 認知症 / 神経科学 / タンパク質 / RNA

研究実績の概要

筋萎縮性側索硬化症（ALS）や前頭側頭葉型認知症（FTD）においては、TDP-43やFUSなどのRNA結合タンパク質の凝集・蓄積を認める一方で、C9orf72遺伝子の異常伸長GGGGCCリピートRNAなどの凝集・蓄積も認めるが、両者を結ぶクロストークの実態は全く未解明である。
本研究ではRNA結合タンパク質によるリボスターシス維持機構を解明することを目的として研究を行い、以下の成果を得た。
異常伸長GGGGCCリピートRNAを発現するC9-ALS/FTDショウジョウバエモデルを樹立し、RNA fociの形成、リピート関連非ATG依存性（RAN）翻訳によるジペプチドリピート（DPR）の産生を認め、複眼変性、寿命短縮、運動障害などの表現型を呈することを明らかにした。正常鎖長のGGGGCCリピートRNAの発現では、特に表現型を認めなかった。続いてGGGGCCリピートRNAに結合するRBPのうち、RBP1の発現によりRAN翻訳が阻害され、表現型が抑制されることを見出した。以上の結果から、C9-ALS/FTD病態におけるRAN翻訳の重要性が示され、私たちのC9-ALS/FTDモデルショウジョウバエは、有用な動物モデルであると結論した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] ショウジョウバエモデルを用いたALSの病態解明と治療法開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 田港朝也、永井義隆
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 272 ページ: 535-540
• [雑誌論文] 神経変性疾患とエクソソーム (2020)
  • 著者名/発表者名: 武内敏秀、永井義隆
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 272 ページ: 319-324
• [雑誌論文] Arginine is a disease modifier of polyQ disease models that stabilizes polyQ protein conformation. (2020)
  • 著者名/発表者名: Minakawa E.N., et al.
  • 雑誌名: Brain 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structurally distinct α-synuclein fibrils induce robust Parkinsonian pathology. (2020)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa H., Nakatani R., Ikenaka K., Aguirre C., Choong C.J., Tsuda H., Nagano S., Koike M., Ikeuchi T., Hasegawa M., Papa S.M., Nagai Y., Mochizuki H., Baba K.
  • 雑誌名: Mov. Dis. 巻: 35 ページ: 256-267
  • DOI: 10.1002/mds.27887
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 神経変性疾患に関わるリピート関連非ATG依存性翻訳と低複雑性ドメイン (2019)
  • 著者名/発表者名: 上山盛夫、永井義隆
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 37 ページ: 3070-3076
• [雑誌論文] 脊髄小脳変性症に対するポリグルタミン蛋白質のミスフォールディング・凝集を標的とした分子治療 (2019)
  • 著者名/発表者名: 永井義隆
  • 雑誌名: Clinical Neuroscience 巻: 37 ページ: 1015-1018
• [雑誌論文] RNA結合タンパクと病態機序 (2019)
  • 著者名/発表者名: 石川欽也、石黒太郎、佐藤望、永井義隆
  • 雑誌名: 神経内科 巻: 91 ページ: 458-464
• [雑誌論文] Ultrasonication-based amplification of α-synuclein aggregates in cerebrospinal fluid as an indicator of disease progression in Parkinson’s disease. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kakuda K., Ikenaka K., Araki K., So M., Aguirre C., Kajiyama Y., Konaka K., Noi K., Baba K., Tsuda H., Nagano S., Ohmichi T., Nagai Y., Tokuda T., El-Agnaf O.M.A., Ogi H., Goto Y., Mochizuki H.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 9 ページ: 6001-6001
  • DOI: 10.1038/s41598-019-42399-0.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] E46K mutant α-synuclein is more degradation resistant and exhibits greater toxic effects than wild-type α-synuclein in Drosophila models of Parkinson's disease. (2019)
  • 著者名/発表者名: Sakai R., Suzuki M., Ueyama M., Takeuchi T., Minakawa E.N., Hayakawa H., Baba K., Mochizuki H., *Nagai Y.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 14 ページ: e0218261
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0218261
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Arylsulfatase A, a genetic modifier of Parkinson’s disease, is an α-synuclein chaperone. (2019)
  • 著者名/発表者名: Lee J. S., Kanai K., Suzuki M., Kim W.S., Yoo H.S., Fu Y.H., Kim D.-K., Jung B.C., Choi M.S., Oh K.W., Li Y., Nakatani M., Nakazato T., Sekimoto S., Funayama M., Yoshino H., Kubo S., Nishioka K., Sakai R., Ueyama M., Mochizuki H., Lee H.-J., Sardi S.P., Halliday G.M., Nagai Y., Lee P.H., Hattori N., Lee S.-J.
  • 雑誌名: Brain 巻: 142 ページ: 2845-2859
  • DOI: 10.1093/brain/awz205
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Parkinson’s disease is a type of amyloidosis featuring accumulation of amyloid fibrils of α-synuclein. (2019)
  • 著者名/発表者名: Araki K., Yagi N., Aoyama K., Choong C.J., Hayakawa H., Fujimura H., Nagai Y., Namba K., Mochizuki H.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 116 ページ: 17963-17969
  • DOI: 10.1073/pnas.1906124116.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular mechanisms and future therapeutics for spinocerebrellar ataxia type 31 (SCA31). (2019)
  • 著者名/発表者名: *Ishikawa K., Nagai Y.
  • 雑誌名: Neurotherapeutics 巻: 16 ページ: 1106-1114
  • DOI: 10.1007/s13311-019-00804-6.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lipids as trans-acting effectors for α-synuclein in the pathogenesis of Parkinson’s disease. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ikenaka K., Suzuki M., Mochizuki H., *Nagai Y.
  • 雑誌名: Front. Neurosci. 巻: 13 ページ: 693
  • DOI: 10.3389/fnins.2019.00693
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The lncRNA hsrω regulates arginine dimethylation of FUS to cause its proteasomal degradation in Drosophila. (2019)
  • 著者名/発表者名: *Lo Piccolo L., Mochizuki H., *Nagai Y.
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 巻: 132 ページ: jcs236836
  • DOI: 10.1242/jcs.236836
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 神経変性疾患ポリグルタミン病に対するタンパク質凝集阻害薬QAI1の同定とその治療効果 (2019)
  • 著者名/発表者名: 永井義隆、皆川栄子、ポピエルヘレナ明子、山根宏志、他田正義、高橋俊昭、武内敏秀、望月秀樹、戸田達史、和田圭司、小野寺理
  • 学会等名: 第93回 日本薬理学会
• [学会発表] 国立精神・神経医療研究センターにおけるトランスジェニックマーモセット研究の現状 (2019)
  • 著者名/発表者名: 中谷輝実、小杉亮人、小泉昌司、小島潮子、川野邊哲代、野上尚武、尾張健介、沼澤秀美、皆川栄子、武内敏秀、富岡郁夫、齊藤祐子、花川隆、永井義隆、和田圭司 、関和彦
  • 学会等名: 第9回 日本マーモセット研究会
• [学会発表] 運動は血漿由来エクソソーム分泌を亢進させる (2019)
  • 著者名/発表者名: 武田明子、武内敏秀、皆川栄子、永井義隆
  • 学会等名: 第42回 分子生物学会
• [学会発表] hnRNPA3はC9orf72関連FTDモデルショウジョウバエのリピートRNA毒性を軽減する (2019)
  • 著者名/発表者名: 田港朝也、上山盛夫、森康治、池田学、永井義隆
  • 学会等名: 第38回 日本認知症学会
• [学会発表] C9-ALS/FTDモデルショウジョウバエにおけるリピート関連非ATG翻訳の制御 (2019)
  • 著者名/発表者名: 上山盛夫、石黒太郎、Gendron T.F.、今野卓哉、小山哲秀、和田圭司、石川欽也、小野寺理、Petrucelli L.、永井義隆
  • 学会等名: 第38回 日本認知症学会
• [学会発表] ポリグルタミン蛋白質によるプリオン様異常構造伝播 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小澤大作、武内敏秀、永井義隆
  • 学会等名: 第14回 日本臨床ストレス応答学会
• [学会発表] ポリグルタミン蛋白質によるプリオン様異常構造伝播 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小澤大作、武内敏秀、永井義隆
  • 学会等名: 第7回 日本アミロイドーシス研究会
• [学会発表] E46K α-synuclein mutation confers degradation resistance in Parkinson’s disease model flies. (2019)
  • 著者名/発表者名: 堺竜介、鈴木マリ、上山盛夫、武内敏秀、望月秀樹、永井義隆
  • 学会等名: 第13回 パーキンソン病・運動障害疾患コングレス
• [学会発表] 孤発性パーキンソン病遺伝子MCCC1におけるパーキンソン病発症メカニズム解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 曽我部俊策、佐竹渉、小笠原佑介、中野浩子、上山盛夫、鈴木マリ、松本隆作、浜口哲矢、土井大輔、村山繁雄、高橋淳、青井貴之、永井義隆、戸田達史
  • 学会等名: 第42回 日本神経科学会・第62回 日本神経化学会合同大会
• [学会発表] In vitroにおけるalpha-synuclein細胞外分泌機構の検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 早川英規、馬場孝輔、Choong Chi-Jing、池中建介、武内敏秀、永井義隆、望月秀樹
  • 学会等名: 第42回 日本神経科学会・第62回 日本神経化学会合同大会
• [学会発表] 変異型α-シヌクレインフィブリルによるマウス脳でのレビー病理の形成 (2019)
  • 著者名/発表者名: 馬場孝輔、早川英規、池中建介、Choong Chi-Jing、津田浩史、小池正人、長野清一、池内健、長谷川成人、永井義隆、望月秀樹
  • 学会等名: 第42回 日本神経科学会・第62回 日本神経化学会合同大会
• [学会発表] Identification of proteins associated with impairment of sleep quality in cerebrospinal fluids of Parkinson’s disease patients. (2019)
  • 著者名/発表者名: 皆川栄子、八木原紘子、齊藤勇二、宮崎将行、都留あゆみ、鈴木みのり、亀井雄一、植田幸嗣、和田圭司、永井義隆
  • 学会等名: 第42回 日本神経科学会・第62回 日本神経化学会合同大会
• [学会発表] SCA36モデルショウジョウバエの樹立 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田港朝也、上山盛夫、山下徹、池田佳生、阿部康二、永井義隆
  • 学会等名: 第42回 日本神経科学会・第62回 日本神経化学会合同大会
• [学会発表] C9orf72関連筋萎縮性側索硬化症/前頭側頭型認知症モデルショウジョウバエにおける異常伸長リピートRNAとジペプチドリピートタンパク質の病態での役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 上山盛夫、石黒太郎、今野卓哉、小山哲秀、石川欽也、和田圭司、小野寺理、永井義隆
  • 学会等名: 第42回 日本神経科学会・第62回 日本神経化学会合同大会
• [学会発表] Spt4 knockdown suppressed SCA31-linked expanded UGGAA repeat-induced toxicity in Drosophila. (2019)
  • 著者名/発表者名: 石黒太郎、横田隆徳、石川欽也、永井義隆、Petrucelli L.
  • 学会等名: 第60回 日本神経学会学術大会
• [学会発表] Monitoring repeat-associated non-AUG (RAN) translation toward drug screening for ALS/FTD. (2019)
  • 著者名/発表者名: 橋本茜、武内敏秀、上山盛夫、森康治、池田学、永井義隆
  • 学会等名: 第60回 日本神経学会学術大会
• [学会発表] hnRNPA3 alleviates the GGGGCC toxicity in C9orf72-linked ALS / FTD model Drosophila. (2019)
  • 著者名/発表者名: 田港朝也、上山盛夫、森康治、池田学、永井義隆
  • 学会等名: 第60回 日本神経学会学術大会
• [学会発表] E46K α-synuclein mutation gains resistance to degradation, leading to enhanced toxicity in PD flies. (2019)
  • 著者名/発表者名: 小澤大作、武内敏秀、永井義隆
  • 学会等名: 第60回 日本神経学会学術大会
• [学会発表] RNAシャペロンとしてのTDP-43の新機能：異常伸長UGGAAリピートRNA凝集とリピート関連翻訳の制御による神経変性抑制 (2019)
  • 著者名/発表者名: 永井義隆、石川欽也
  • 学会等名: 第42回 分子生物学会
  • 招待講演
• [学会発表] 認知症・神経変性疾患バイオマーカーとしての血液中エクソソームの可能性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 永井義隆
  • 学会等名: 第38回 日本認知症学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 液-液相分離（LLPS）と非膜性オルガネラが関わる神経変性疾患の病態解明へ向けて (2019)
  • 著者名/発表者名: 永井義隆
  • 学会等名: 第38回 日本認知症学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 筋萎縮性側索硬化症におけるストレス顆粒形成と異常タンパク質凝集 (2019)
  • 著者名/発表者名: 永井義隆
  • 学会等名: 第92回 日本生化学会
  • 招待講演
• [学会発表] ショウジョウバエモデルを活用した効率的な神経変性疾患研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 永井義隆
  • 学会等名: 第42回 日本神経科学会・第62回 日本神経化学会合同大会
  • 招待講演
• [学会発表] Identification of proteins in the cerebrospinal fluid of patients with Parkinson’s Disease that are associated with impaired sleep quality. (2019)
  • 著者名/発表者名: Minakawa E.N., Yagihara H., Saitoh Y., Miyazaki M., Tsuru A., Suzuki M., Kamei Y., Ueda K., Wada K., Nagai Y.
  • 学会等名: Takeda Expert Conference on Parkinson's Disease
  • 国際学会
• [学会発表] Conformational transmission between polyglutamine protein monomers. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ozawa D., Takeuchi T., Nagai Y.
  • 学会等名: The JSPS Core-toCore Program Seminar; Towards a cure for amyloid diseases
  • 国際学会
• [学会発表] Prion-like conformational transmission between polyglutamine protein monomers. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ozawa D., Takeuchi T., Nagai Y.
  • 学会等名: Asia Pacific Prion Symposium 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Identification of cerebrospinal fluid proteins associated with impaired sleep quality in Parkinson’s disease. (2019)
  • 著者名/発表者名: Minakawa E.N., Yagihara H., Saitoh Y., Tsuru A., Kamei Y., Ueda K., Wada K., Nagai Y.
  • 学会等名: The 5th World Parkinson Congress (WPC 2019)
  • 国際学会
• [学会発表] Evidence for prion-like conformational transmission of a polyglutamine protein monomer. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagai Y., Ozawa D., Takeuchi T.
  • 学会等名: 10th Gordon Research Conference on CAG Triplet Repeat Disorders
  • 国際学会
• [学会発表] Comparison of serum and plasma as a source of blood extracellular vesicles reveals possible contamination of serum with platelet-derived particles produced during coagulation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Zhang X., Takeuchi T., Nagai Y.
  • 学会等名: Annual Meeting of International Society for Extracellular Vesicles (ISEV2019)
  • 国際学会
• [学会発表] Dysfunction in an autophagy-lysosome degradation pathway promotes secretion of ubiquitinated proteins via extracellular vesicles. (2019)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi T., Sakai S., Ando H., Nagai Y.
  • 学会等名: Annual Meeting of International Society for Extracellular Vesicles (ISEV2019)
  • 国際学会
• [学会発表] Disease-modifying therapy for the polyglutamine diseases targeting protein misfolding and aggregation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagai Y.
  • 学会等名: The JSPS Core-toCore Program Seminar; Towards a cure for amyloid diseases
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Therapeutic strategy for the polyglutamine diseases targeting protein misfolding and aggregation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagai Y.
  • 学会等名: University of Gottingen, DZNE Seminar
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Structural basis of polyglutamine protein aggregation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagai Y.
  • 学会等名: The 3rd Ulm Meeting; Biophysics of Amyloid Formation
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] タンパク質のアモルファス凝集と溶解性―基礎研究からバイオ産業・創薬研究への応用まで－ (2019)
  • 著者名/発表者名: 小澤大作、武内敏秀、永井義隆
  • 総ページ数: 283
  • 出版者: シーエムシー出版
  • ISBN: 978-4-7813-1397-9
• [備考] 大阪大学大学院医学系研究科 神経難病認知症探索治療学寄附講座
  • URL: http://www2.med.osaka-u.ac.jp/neurother/