RNAグアニン四重鎖によるα-シヌクレイン凝集・伝播調節機構の解明

阐明RNA鸟嘌呤四链体对α-突触核蛋白聚集和增殖的调节机制

基本信息

批准号：
21K06579
负责人：
矢吹悌
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06579/
关键词：
α-シヌクレイン液-液相分離核酸高次構造グアニン四重鎖

项目摘要

α-シヌクレインはレビー小体病 (パーキンソン病、レビー小体型認知症など) 患者脳の特徴的な病理所見である細胞封入体の主要構成タンパク質である。α-シヌクレインはは正常な神経細胞ではシナプス前終末に局在しているが、レビー小体病患者脳内ではクロス β シート構造に富むアミロイド凝集封入体として細胞体にみられる (病原性獲得)。近年、病原性 α-シヌクレインはがプリオンタンパク質同様に細胞間を伝播し、正常型 α-シヌクレインはを病原性に変換することで病態を進行させることが示唆されている。つまり、レビー小体病では α-Syn が凝集し、細胞間を伝播することで脳全体に病巣が拡がり、病態が進行すると考えられる。根本治療薬開発のために、α-シヌクレインは凝集・伝播機構の解明は必要急務である。申請者は特殊な高次構造であるグアニン四重鎖を有する RNA (G4RNA) がプリオン性タンパク質のゾル-ゲル転移を促進することを報告した (Sci Adv. 2021)。本研究では、α-Syn 凝集・伝播機構における G4RNA の関与を検討した。α-シヌクレインにおける G4RNA 結合ドメインを同定し、G4RNA による α-シヌクレイン・ゾル-ゲル転移促進作用が消失することを確認した。申請者は光遺伝学を用いて、細胞内で G4RNA を会合する実験系を作製した。青色光の照射により G4RNA 会合を誘導すると α-シヌクレイン発現細胞およびマウス初代培養神経細胞において α-シヌクレインが共凝集した。また、G4 認識抗体を用いて α-シヌクレイン凝集に寄与する内在性 G4RNA を同定した。現在、マウス個体を用いた解析と内在性 G4RNA によるα-シヌクレイン・ゾル-ゲル転移促進作用について検討を行っている。

α-突触核蛋白是细胞包容体中的主要成分蛋白，是路易斯体内疾病患者（帕金森氏病，路易斯体内痴呆等）的独特病理发现。 α-突触核蛋白位于正常神经元的突触前末端，但在细胞体中被发现，作为淀粉样蛋白聚集的夹杂物，富含Lewy身体疾病患者大脑中的跨β片结构（获得致病性）。最近，有人提出，致病性α-突触核蛋白在prion蛋白等细胞之间传播，而正常的α-核蛋白通过将正常的α-突触核蛋白转化为致病性来促进致病性。换句话说，在路易体疾病中，α-Syn聚集体并在细胞之间传播，导致病变在整个大脑中的传播，从而导致病理发展。为了开发基本的治疗药物，迫切需要阐明α-核蛋白的聚集和传播机制。申请人报告说，具有特殊高阶鸟嘌呤四链体（G4RNA）的RNA促进prionic蛋白的溶胶 - 凝胶转移（SciAdv。2021）。在这项研究中，我们研究了G4RNA参与α-Syn聚集和传播机制。鉴定出α-突触核蛋白中的G4RNA结合结构域，并确认消除了促进α-核蛋白溶液溶液转移的G4RNA的作用。申请人使用光遗传学生成了实验系统，其中G4RNA在细胞内相连。通过用蓝光照射诱导G4RNA的关联导致α-突触核蛋白在表达α-突触核蛋白细胞和小鼠原发性培养神经元中凝集。另外，使用G4识别抗体鉴定出有助于α-核蛋白聚集的内源性G4RNA。目前，正在研究使用小鼠个体进行分析，并研究了内源性G4RNA促进α-突触核蛋白溶胶 - 凝胶转移的影响。