ＡＬＳ病因タンパク質ＦＵＳの細胞間伝播機構の解明

阐明 ALS 致病蛋白 FUS 的细胞间传播机制

• 批准号: 19J14374
• 负责人: 渡邊 成晃
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J14374/
• 关键词: FUSオリゴマー; 神経細胞間伝播; ALS（筋委縮性側索硬化症）; FTLD（前頭側頭葉変性症）; アルギニンメチル化; UMA-FUS; カチオン‐パイ相互作用; AAV9-FUS発現マウスモデル; ALS; FTLD; FUS; transmission; arginine hypomethylation; oligomerization

ALS病因タンパク質FUSが伝播により病変を拡大する可能性を考え、AAV9-FUSを利用した実験動物によるFUSの神経細胞間伝播の可視化モデルの作出、培養細胞を用いたFUS伝播測定モデルの構築を行った。近年FTLD患者脳の大脳新皮質神経細胞の細胞質に非メチル化アルギニンFUS (UMA-FUS) の蓄積が認められたことに着目し、FUSのアルギニン非メチル化状態が伝播に与える影響の解析を試みた。その結果、アルギニン非メチル化は、FUSの細胞間伝播を亢進させること、とくにFUSのArg495、Arg498、Arg503が細胞間伝播に関与することを見出した。さらに、2分子間の近接を異なる動物種由来の抗体を用いて可視化することのできるProximity Ligation Assay法や青色光刺激により集合するCRY2-oligなどの先進的な技術を駆使して、FUSの非メチル化状態と多量体化について検討を行った。最近FUSのカルボキシ末端のアルギニン残基がアミノ末端のチロシン残基とカチオン-π相互作用することにより、FUSの液―液相分離が生じることが報告された。本研究結果から、FUSのArg495、Arg498、Arg503などカルボキシ末端のアルギニン非メチル化は、カチオン-π相互作用によるFUSの分子間結合を促進し、FUSの細胞間伝播を促した可能性が示唆された。今後、FUS伝播センサー細胞を用いて、アルギニン非メチル化によるFUSの多量体化と細胞間伝播の関係についてより詳細に検討を行うとともに、AAV9-FUS実験系を用いて、神経細胞間伝播とFUSによる神経細胞障害の関係を解明し、FUSの神経細胞間伝播が病態進展に果たす役割を明らかにしたい。なお、2020年秋に名古屋にて開催された第39回日本認知症学会学術集会では、これらの実験成果に関するポスター発表を行い、学会奨励賞を受賞した。

考虑到ALS致病蛋白FUS可以通过传播扩展病变的可能性，我们使用AAV9 FUS创建了一个可视化模型，用于使用AAV9-FUS在实验动物中的fus频传递，并构建了使用培养细胞测量FUS传播的模型。侧重于最近与FTLD患者的大脑中新皮层神经元细胞质中未甲基化精氨酸FUS（UMA-FUS）的积累，我们试图分析精氨酸 - 非甲基化FUS对繁殖的精氨酸 - 非甲基化状态。结果，我们发现精氨酸的非甲基化增强了FUS的细胞到细胞传递，并且FUS的ARG495，ARG498和ARG503参与细胞间传输。此外，我们使用先进的技术（例如接近性连接测定法）研究了非甲基化状态和FUS的多聚化，从而允许使用来自不同动物物种的抗体和CRY2-OLIG可视化两个分子之间的接近度，从而使蓝光光刺激与蓝色光刺激相加。最近有报道称，在FUS的羧基末端与氨基末端的酪氨酸残基的阳离子-π相互作用导致FUS液 - 液相分离。这项研究的结果表明，FUS的Arg495，arg498和arg503等在羧基末端的精氨酸不甲基化可能促进了通过阳离子-π相互作用促进FUS的分子间结合，并促进了FUS的细胞对细胞传播。 In the future, we will investigate in more detail the relationship between FUS multimerization due to arginine nonmethylation and cell-to-cell tr​​ansmission using FUS propagation sensor cells, and we will use the AAV9-FUS experimental system to clarify the relationship between neuronal transmission and neuronal cell damage caused by FUS, and to clarify the role that interneuronal transmission of FUS plays in pathological progression.此外，在2020年秋季在名古屋举行的日本第39届日本痴呆症学术会议上，该公司就这些实验的结果介绍了海报，并获得了协会鼓励奖。

项目成果

Role of arginine methylation in the intercellular transmission of FUS

精氨酸甲基化在 FUS 细胞间传递中的作用

• 发表时间: 2019
• 作者: Naruaki Watanabe;Koji Matsukawa;Mark Suarez-Calvet;Dorothee Dormann;Tadafumi Hashimoto;Takeshi Iwatsubo
• 通讯作者: Takeshi Iwatsubo

アルギニンメチル化がFUSの細胞間伝播に与える影響の解析

精氨酸甲基化对FUS细胞间传播的影响分析

• 发表时间: 2020
• 作者: 渡邊成晃;松川浩二;Dorothee Dormann;M.Suarez-Calvet;橋本唯史;岩坪威
• 通讯作者: 岩坪威

Calcium-responsive transactivator (CREST) toxicity is rescued by loss of PBP1/ATXN2 function in a novel yeast proteinopathy model and in transgenic flies

• DOI: 10.1371/journal.pgen.1008308
• 发表时间: 2019-08-01
• 期刊: PLOS GENETICS
• 影响因子: 4.5
• 作者: Park, Sangeun;Park, Sei-Kyoung;Liebman, Susan W.
• 通讯作者: Liebman, Susan W.