神経性セロイドリポフスチン症の原因遺伝子欠損に基づくオートファジー新規役割の解析

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本研究課題では、神経性セロイドリポフスチン症（NCL)のモデルマウスであるカテプシンD（CTSD）欠損マウスの脳内に蓄積する異常リソソームとオートファジーとの関連について解析を進めている。CTSD欠損マウス神経細胞内に認められる肥大化した異常リソソームの表面近傍にはユビキチンやp62が集積する。また、一部の異常リソソームはオートファゴソーム様の二重膜構造に取り囲まれることから、これらの異常リソソームは選択的オートファジーの標的となる可能性を示してきた。令和4年度には、p62とリソソームマーカータンパク質であるLamp1等がほとんど共局在しないことを明らかにした。そこで、所属研究室にて開発したIn resin CLEM法を用いてp62陽性構造とLamp1陽性構造の違いを解析したところ、p62は外膜構造が変性した異常リソソームの表面近傍に集積していることを見出した。また、新たに習得したオスミウム浸軟法を用いた解析から、異常リソソームの内容物は密に凝集した構造であることが分かった。これらの結果から、CTSD欠損マウスで認められる異常リソソームは、内容物の凝集と外膜構造の変性が生じた後、ユビキチンやp62の集積を介してオートファゴソーム様二重膜構造に取り囲まれる可能性が示唆された。加えて、CTSD欠損マウスの臓器間の違いについても検討を加えた。生後23日齢のマウスを用いた解析から、p62は脳や脊髄では増加するが、心臓、肝臓、腎臓等の他の臓器では野生型と比較して有意な変化がないことが分かった。これらの研究結果について国内学会にて発表した。また、中枢神経系特異的CTSD単独欠損マウスの脳内へのユビキチンやp62等の蓄積については、令和4年度に共同筆頭著者として論文投稿した。さらに、以降の解析結果については現在論文を作成している段階である。