Elucidation of the pathogenesis and development of the treatment strategy of ALS/FTLD focusing on the local translation in neuronal axons

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本研究では筋萎縮性側索硬化症（ALS）および前頭側頭葉変性症（FTLD）における神経変性現象の共通誘因として神経細胞内、特に軸索での蛋白質翻訳機能の破綻が関与しているか、この局所翻訳機能の異常により軸索で翻訳が障害されて神経変性を誘発するmRNAは何かにつき、各ALS/FTLD原因遺伝子変異を導入した培養神経・動物モデルを用いて検証する。本年度は以下の研究を行った。①ALS/FTLD原因遺伝子変異による局所翻訳機能障害、神経変性の解析　　微小流体チャンバー、多孔性挿入式チャンバーを用いたマウス胎児神経細胞の区画培養系でレンチウイルスベクターによりTDP-43、FUSそれぞれの野生型および変異型を過剰発現、あるいはshRNAにより発現低下させた。各条件の軸索分画を用いて解析を行い、変異型TDP-43、FUSの過剰発現もしくはTDP-43、FUSの発現低下により、リボソーム蛋白質mRNAが軸索で減少すること、軸索での局所蛋白質翻訳機能が低下すること、神経変性が増加することを明らかにした。②局所翻訳機能障害により神経変性を生じる生存必須mRNAの同定　　多孔性挿入式チャンバーを用いたマウス胎児神経細胞の区画培養系でshRNA発現レンチウイルスベクターによりTDP-43、FUSそれぞれの発現を低下させた。各条件の軸索分画を用いて翻訳活性の高いmRNAの抽出、同定を試みているが、解析に十分な量の試料が得られておらず、今後さらに条件検討が必要である。③ALS/FTLD原因遺伝子による神経変性の翻訳機能是正による抑制効果の解析　　①と同様にしてshRNA発現レンチウイルスベクターによりTDP-43、FUSそれぞれの発現を低下させたマウス胎児神経細胞の区画培養系を用い、リボソーム蛋白質の発現上昇により神経変性が抑制されることを明らかにした。