2021 Fiscal Year Research-status Report
神経変性過程の抑制を標的としたエンドソーム経路の機能改変
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19K22275
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
柴田 秀樹 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (30314470)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2023-03-31
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| Keywords | エンドソーム / リソソーム / 神経変性疾患 / アネキシン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
筋萎縮性側索硬化症やパーキンソン病などは加齢に伴い発症する神経変性疾患であり、特定の神経細胞が選択的かつ進行的に変性、脱落し病勢が進行する。病変部位ではアミロイド線維様蛋白質の異常凝集体が細胞内に観察されるが、異常凝集体の増幅と細胞外への分泌、そして細胞間伝搬が発症と病勢進行のメカニズムと考えられている。研究代表者らは、アネキシンA11遺伝子に筋萎縮性側索硬化症の発症に関わる遺伝子変異を同定し報告した。本研究では、アネキシンA11とその相互作用蛋白質であるALG-2が限界膜に損傷をうけたエンドソーム系オルガネラに動員されること、また神経変性疾患に関わる遺伝子変異にはエンドソーム経路を制御する蛋白質をコードする遺伝子が複数含まれていることに着目し、異常凝集体の形成と伝搬におけるエンドソーム系オルガネラの機能との関連を明らかにすることを目指した。今年度は、以下の解析をすすめた。
（１）筋萎縮性側索硬化症の発症に関連するアネキシンA11の変異体および野生型を発現誘導可能な培養細胞を用いて、その発現量を内在性と同等以下に調節しその局在を観察したところ、野生型と変異体で大きな違いはなかった。これらの細胞に、リソソーム損傷誘発剤L-Leucyl L-Leucine methyl ester（LLOMe）を添加したところ、アネキシンA11変異体では凝集体が形成された。また、リソソーム損傷後の新生リソソームの合成機能が変異体発現細胞では低下している可能性を見出した。
（２）昨年度樹立した筋萎縮性側索硬化症で観察される凝集体の構成蛋白質TDP-43の細胞外分泌を簡便に測定可能な培養細胞株を用いて、細胞内分解系の阻害が細胞外分泌に与える影響を解析した。その結果、核移行シグナルに変異をもつTDP-43の細胞外分泌がリソソームの機能阻害により亢進された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
筋萎縮性側索硬化症の発症に関連する変異をもつアネキシンA11の発現細胞では、エンドソーム系オルガネラの損傷後の機能回復能が低下している可能性を示唆する結果を得ることができた。また、リソソームの機能低下が異常蛋白質の細胞間伝搬を亢進するすることを培養細胞モデルで再現し、定量的に解析することが可能となった。今後、この細胞株を用いて疾患発症に関連する変異体の影響を解析する。以上から、研究はおおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
神経変性疾患の発症に関連する複数の変異体について、それらを発現誘導可能な細胞を作出しリソソームの機能を比較する。また、それらの発現によってTDP-43などの凝集体構成蛋白質の細胞外分泌に及ぼす影響を解析し、エンドソーム・リソソーム機能との関連を検討する。そして、凝集体の細胞外分泌と神経変性を抑制可能とするエンドソーム機能改変のためのデータを集積する。
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| Causes of Carryover |
学会参加のための旅費を計上していたが、オンラインとなったため次年度使用額が生じた。次年度に消耗品費として使用する計画である。
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