ＡＬＳにおけるＯｐｔｉｎｅｕｒｉｎの神経細胞毒性に関する分子メカニズムの解明

2011 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23591246
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 森野 豊之 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 助教 (10397953)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川上 秀史 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 教授 (70253060)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2014-03-31
• Keywords: 神経分子病態学

Research Abstract

われわれは遺伝性筋萎縮性側索硬化症（ALS）の原因遺伝子として全く新規のOptineurinを同定した．この分子は炎症や細胞内輸送など従来考えられていたALSの主たる発症機序とは異なる機能を有しており，これらのうち本研究では細胞内輸送機構に注目し，この遺伝子異常を持つ病態モデル細胞を用いて，将来的には治療法の開発にも繋がるような細胞内分子機能を明らかにすることを目的とする．当該年度は患者の同意を得て皮膚由来の線維芽細胞を培養・増殖しYamanaka法によってiPS細胞を作成した．また，Optineurinのノックアウトマウス及び変異マウスを作成し，それから得られた線維芽細胞を不死化することによってOptineurinの細胞内機能を明らかにするためのシステムを構築した．併せてLC3にGFPを結合させたトランスジェニックマウスを購入し，前述のモデルマウスと掛け合わせることによってin vivoでOptineurinがオートファジーに関与する役割を解析しているところである．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の目的である，遺伝性ALSの病態モデル細胞の構築は予定通り進んでおり，患者皮膚由来の線維芽細胞を培養・増殖し，Yamanaka法によりiPS細胞を樹立することが出来た．今のところはOptineurinの異常に起因すると推定される封入体形成は確認されていないが，CCCP処理による脱分極によってミトファジーを誘導し，オートファジーの機構に異常が生じていないかを検討している．細胞内でのオートファジーの分子機構をあきらかにする上で免疫組織化学的な評価が必要となるため，Optineurin以外にもTOM20やCyt CといったミトコンドリアのマーカーやLC3といった分子の細胞内局在を視覚化する系を確立した．

Strategy for Future Research Activity

当該年度の研究により，本研究課題を推進する上で必要な基盤は整ってきており，今後はより具体的にOptineurinの異常がオートファジーに与える影響を主としてメンブレントランスポートや細胞内ロジスティックスの観点から解析していく予定である．そのために，モデル細胞にストレスを与えた際にミトコンドリアやゴルジ体，ライソゾームといった細胞内小器官の動態がどのように変化するかを観察し，Optineurinが果たす役割を明らかにするとともに，神経変性疾患全般に渡る発症及び進行のメカニズムを解明したいと考えている．最近の報告では，線維芽細胞などとは異なり，神経細胞で特異的なミトファジーの抑制機構が存在することが示唆されており，今後，iPS細胞から分化して得られた神経細胞において，それらの分子メカニズムを探索することによって，神経変性疾患におけるOptineurinの選択的な発症メカニズムへの関与が明らかになることが期待される．

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

本年度の研究費の使用計画については，当初の予定通りiPS細胞の分化誘導及びオートファジーの分子メカニズムを明らかにするための免疫組織化学的な検討に必要な成長因子や抗体などの購入に主として予算を配分する．また，並行して進めているOptineurinのノックアウトマウスと変異マウスの解析に必要な試薬などの購入も予定している．