エピゲノム異常に着目した新奇パーキンソン病発症メカニズムの解明

パーキンソン病（PD）は中脳のドパミン神経細胞が変性・脱落し、運動障害を呈する神経変性疾患である。高齢化が進む先進国ではPD患者数が年々増加しているが、現在の治療は不足したドパミンを補充する対症療法が主流であり、完治には至らない。そのため、PD発症機構の解明および根本治療薬の開発が急務となっている。そこで、PDにおいて後天的な遺伝子発現制御機構エピゲノムに異常が生じていることに着目し、その発生メカニズムと病態生理的意義を解明する。今年度はPDにおいて過剰に産生されている一酸化窒素（NO）による遺伝子発現変動の網羅的解析とその発現制御メカニズムの解析を進めた。ヒト神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞にNO供与体を処理したサンプルをRNA-seqに供し、NOにより発現上昇する遺伝子を100種以上同定した。一部はヒトiPS細胞由来神経においても同様にNO処理によって発現誘導されることを確認した。さらに、NO感受性遺伝子の中でもDNMT阻害薬5-Aza-dC処理によって発現誘導される遺伝子を複数同定することに成功した。これら遺伝子は、NOによるDNMTのニトロシル化による機能不全を介して発現誘導されることが示唆された。一方、ドパミン神経毒6-OHDA誘導性PDモデルマウス脳を用いて同定した遺伝子群の発現変動を解析した結果、モデルマウス脳では発現誘導が認められなかった。この結果はマウスとヒトとの種差（DNAメチル化パターン）に起因すると考えられた。今後は、ヒト培養細胞を中心にNO感受性遺伝子の発現上昇が神経細胞死に及ぼす影響を解析する予定である。

パーキンソン病（PD）は中脳のドパミン神経細胞が変性・脱落し、運動障害を呈する神経変性疾患である。高齢化が進む先進国ではPD患者数が年々増加しているが、現在の治療は不足したドパミンを補充する対症療法が主流であり、完治には至らない。そのため、PD発症機構の解明および根本治療薬の開発が急務となっている。そこで、PDにおいて後天的な遺伝子発現制御機構エピゲノムに異常が生じていることに着目し、その発生メカニズムと病態生理的意義を解明する。今年度はPDにおいて過剰に産生されている一酸化窒素（NO）による遺伝子発現変動の網羅的解析とその発現制御メカニズムの解析を進めた。ヒト神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞にNO供与体を処理したサンプルをRNA-seqに供し、NOにより発現上昇する遺伝子を100種以上同定した。一部はヒトiPS細胞由来神経においても同様にNO処理によって発現誘導されることを確認した。さらに、NO感受性遺伝子の中でもDNMT阻害薬5-Aza-dC処理によって発現誘導される遺伝子を複数同定することに成功した。これら遺伝子は、NOによるDNMTのニトロシル化による機能不全を介して発現誘導されることが示唆された。一方、ドパミン神経毒6-OHDA誘導性PDモデルマウス脳を用いて同定した遺伝子群の発現変動を解析した結果、モデルマウス脳では発現誘導が認められなかった。この結果はマウスとヒトとの種差（DNAメチル化パターン）に起因すると考えられた。今後は、ヒト培養細胞を中心にNO感受性遺伝子の発現上昇が神経細胞死に及ぼす影響を解析する予定である。