Modulation of glycolysis for the mitigation of neurodegenerative diseases

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K19366
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 46:Neuroscience and related fields
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: Asakawa Kazuhide 国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 特命准教授 (30515664)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Keywords: ALS / 解糖系 / TDP-43 / 運動ニューロン / ATP / ミトコンドリア

Outline of Final Research Achievements

Amyotrophic sclerosis (ALS) is a debilitating disease where muscles throughout the body fatally waste due to degeneration of motor neurons. We found that perturbation of TDP-43, an RNA/DNA-binding protein that forms abnormal aggregates in motor neurons in ALS, lead to a significant decrease in cellular ATP levels. In this study, by manipulating the glycolysis pathway, one of the major cellular ATP supply routes, we developed a new genetic approach to increase cellular ATP levels in motor neurons, partially restoring ATP levels in motor neurons affected by TDP-43 abnormalities.

Free Research Field

神経科学、遺伝学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ALSに対する効果的な治療法は、現在のところ非常に限られており、治癒はない。本研究は、生体内の運動ニューロンを直接的に観察できる利点を持った熱帯魚ゼブラフィッシュをモデルに用いて、運動ニューロンの細胞内エネルギー代謝状態の研究を実施した。その結果、TDP-43の機能異常に起因するATPレベルの低下を、解糖系の特定の遺伝子の機能操作によってレスキューできることを実証した。この成果は、新たなALSの治療戦略の構築に貢献する可能性がある。