2023 Fiscal Year Research-status Report
シナプス分化因子と間葉系幹細胞によるＡＬＳ神経変性の抑制メカニズムの解析
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19K24690
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology |
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Principal Investigator |
西宗 裕史 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究部長 (40870043)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 筋萎縮性側索硬化症 / 神経筋接合部 / ラミニン / アクティブゾーン / 運動神経 / 幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
筋萎縮性側索硬化症（ALS）は運動神経細胞が選択的に変性し、運動機能が損なわれ、患者が呼吸不全に陥る疾患であるが、その病因・機序は未解明である。ALS患者の組織やALSモデルSOD1G93Aマウスの組織では、運動神経細胞体の変性前に神経筋接合部が変性し脱神経症状を示すことから、ALSは逆行性神経障害と考えられている。しかし、ALS神経筋接合部の脱神経機序は未解明である。申請者は運動神経細胞のシナプス伝達に重要なシナプス小胞放出部位を形成する分子機序を発見した。この機序は、筋細胞より分泌されたシナプス分化因子(ラミニンβ2)が特異的受容体(電位依存性カルシウムチャネル)に結合し、この受容体を運動神経終末に固定する。さらに、この受容体の細胞質側にシナプス小胞放出部位（アクティブゾーン）に特異的な蛋白質(バスーンやエルクスなど)が結合し神経筋接合部のシナプス伝達に重要な構造を形成する機序である。また、申請書はALS神経筋接合部の脱神経機序にミトコンドリアの変性が関与すること、ミトコンドリアなどの細胞内エネルギー代謝を活性化するオキサロ酢酸を投与することでALSモデルSOD1G93Aマウスの症状を改善できること、ALSモデルSOD1G93Aマウスの運動による介入研究により神経筋接合部の脱神経を抑制出来る事を報告してきた。本研究計画の目的は、先述のシナプス伝達に重要な構造を形成する分子機序に基づき、ALS神経筋接合部の脱神経機序の解明と、ヒト間葉系幹細胞がALSモデルマウスの症状を緩和する機序の解明にある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当該年度においては、間葉系幹細胞がラミニンβ2分泌を上昇する機序解析のため、RNA-seqによる網羅的発現遺伝子解析を完了した。その網羅的発現遺伝子データに対しIngenuity Pathway Analysisによるバイオインフォマティクス解析を行い候補となる機序と遺伝子を同定した。この候補遺伝子を間葉系幹細胞に導入することでラミニンβ2分泌が上昇するか確認する実験を行っている。また、間葉系幹細胞がラミニンβ2分泌を上昇する培養刺激条件を用いると、培養筋細胞でもラミニンβ2分泌が上昇する事を見出した。この結果は、本研究の機序解析で明らかになる分子メカニズムがALS筋細胞のラミニンβ2発現分泌を回復させ得る可能性を示唆している。
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| Strategy for Future Research Activity |
間葉系幹細胞のRNA-seq発現遺伝子解析結果から判明した候補遺伝子とその機序の解析を進める。培養間葉系幹細胞と培養筋細胞を用いてラミニンβ2分泌が上昇する機序の解析を進める。
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| Causes of Carryover |
JREC-IN Portalや所属研究所ホームページ人材募集欄で公募したが、プロジェクトに適任な応募者がなく研究員の採用に時間がかかった。2021年度にポスドク1名、技術員1名、2022年度に技術員２名を採用したが、ポスドクは採用1ヶ月後に自己都合により退職した。この様に採用が遅れた人件費を次年度に使用する予定である。
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