ALSの選択的神経細胞死に関わるGluR2サブユニットRNA編集異常の解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14017020
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 郭 伸 東京大学, 医学部附属病院, 助教授 (40160981)
• Keywords: グルタミン酸受容体 / 筋萎縮性側索硬化症 / 脊髄運動ニューロン / RNA編集 / GluR2 / AMPA受容体 / 神経伝達物質 / ADAR

Research Abstract

ALSの脊髄前角および脊髄運動ニューロンではグルタミン酸受容サブタイプであるAMPA受容体のサブユニットGluR2 mRNAはQ/R部位が未編集のものが増加している。この分子変化はAMPA受容体のCa2+透過性を亢進させ、動物脳で遅発性の脊髄運動ニューロン死を含む神経細胞死を引き起こすことが知られており、かつALS以外の神経疾患にはみられない疾患特異的な変化であることから、本疾患の神経細胞死に直接関わっている可能性が高い。RNA編集に関わる編集酵素adenosine deaminases acting on pre-mRNAs(ADAR)には3種(ADAR1〜ADAR3)が知られており、GluR2 mRNA編集率低下との関連を明らかにするために、ADARs mRNA発現量とGluR Q/R部位の編集率の相関を検討することを目的とした。凍結保存正常対照ヒト剖検脳組織より、GluR2、GluR5、GluR6、ADAR1〜ADAR3のmRNA量をLightCycler(Rocche Diagnostics)によるRT-PCR定量した。RNA編集を受けるQ/R部位を持つGluR2、GluR5、GluR6 mRNAのRT-PCR産物をQ/R部位を認識する制限酵素Bbv-1で処理し、その消化断片を2100 Bioanalyzer(Agilent)により定量解析し、RNA編集を受けた割合(編集率)を算出した。GluRの発現レベルはいずれの組織でもGluR2>GluR6>GluR5の順であり、ADAR1は全般に、ADAR2は灰白質優位、ADAR3は白質優位に発現していた。Q/R部位の編集率は、いずれのサブユニットmRNAも灰白質>白質であり、ADAR2の発現レベルに平行していた。とくにGluR2Q/R部位の編集率は灰白質では100%に保たれていたが、白質では最大40%低下していた。GluR2 mRNA編集率は、ADAR2/GIUR2比に依存し、編集率が100%の部位ではこの比が0.02以上であったが、編集率が低下している部位(全て白質)では0.02以下であった。編集率とADAR1/GluR2比にはこのような相関が見られなかった。ヒト脳ではADAR2 mRNAの発現レベルがGluR2Q/R部位のmRNA編集を規定している可能性が示された。ADAR2mRNA発現量の変化とALS脊髄運動ニューロンの神経細胞死との関わりについては今後の検討課題である。

Research Products

• [Publications] Kawahara Y, Kwak S, Sun H, Ito K, Hashida H, Aizawa H, Jeong S-Y, Kanazawa I: "Human spinal motoneurons express low relative abundance of Glur2 mRNA : An implication for excitotoxicity in ALS"J.Neurochemistry. (印刷中). (2003)
• [Publications] 河原行郎, 郭 伸: "筋萎縮性側索硬化症におけるAMPA受容体異常"Brain Medical. 14. 55-62 (2002)
• [Publications] Yamamoto Y, Hidaka I, Isoo N, Komai A, Soma R, Kwak S: "Noise-based compensation for postural hypotension in primary autonomic failure"Brain Research. 945. 71-78 (2002)
• [Publications] Yamamoto, Y., Hidaka I., Nozaki D., Iso-o N., Soma R., Kwak S.: "Noise-induced sensitization of human brain"Physica A. 314. 53-60 (2002)
• [Publications] 郭 伸: "変異型Creutzfeldt-Jakob病(vCJD)の投げかける今日的問題"化学療法の領域. 18. 665-682 (2002)
• [Publications] Yoshimura M, Yamamoto T, Sone-Isoo N, Imafuku I, Momose T, Shirouzu I, Kwak S, Kanazawa I: "Hemiparkinsonism in a patient with a mesencephalic tumor"J Neurol Sci. 197. 89-92 (2002)
• [Publications] 郭 伸: "今日の診断指針 第5版 筋萎縮性側索硬化症(657-662頁)"総編集 亀山正邦、高久文麿;医学書院、東京. 2092 (2002)
• [Publications] 郭 伸: "今日の診断指針 2003年版 ハンチントン病(613頁)"総編集 山口徹、北原光夫;医学書院、東京. 1605 (2003)