初代培養を用いた同腹仔のハンチントン病モデルと野生型間の神経脆弱性の定量比較

本研究は、遺伝病であるハンチントン病での神経細胞内における異常を明らかにすることを目的としている。ハンチントン病は遺伝性トリプレットリピート病の一つであり、異常伸長したCAGリピートを持つHTT遺伝子が原因とされている。同様のトリプレットリピート病の一つである脆弱X症候群はFMR1遺伝子上でCGGリピートが異常伸長し、FMR1のコードするタンパク質であるFMRPの発現が抑制されることで引き起こされる。FMRPはRNA結合タンパク質であり、DLG4のmRNAと結合する。また、FMRPとよく似たタンパク質にFXR1というタンパク質があり、合わせてFXR Familyに含まれる。神経芽細胞腫であるNeuro2a細胞株を使用して、FMR1遺伝子と、それに関連するFXR1遺伝子とDLG4遺伝子をそれぞれノックダウンして、細胞内でどのような異常が生じるか調べた。その結果、これらの脆弱X症候群関連遺伝子のノックダウンによって、細胞内でユビキチン－プロテアソーム系の分解経路が異常亢進するということを発見した。Neuro2a細胞株は無血清培地で分化し、突起を伸展するが、これらの遺伝子をノックダウンすると突起伸展が阻害された。この突起伸展の阻害は、初代培養神経細胞を用いた実験でも同様に観察された。同様のリピート病であるHTT遺伝子をsiRNAによってノックダウンしたところ、脆弱X症候群関連遺伝子と同様に細胞の突起伸展が阻害された。これによって、HTT遺伝子の異常によって、FMRP関連因子の異常と同様に、タンパク質の分解系に異常が生じていることが予想される。

本研究は、遺伝病であるハンチントン病での神経細胞内における異常を明らかにすることを目的としている。ハンチントン病は遺伝性トリプレットリピート病の一つであり、異常伸長したCAGリピートを持つHTT遺伝子が原因とされている。同様のトリプレットリピート病の一つである脆弱X症候群はFMR1遺伝子上でCGGリピートが異常伸長し、FMR1のコードするタンパク質であるFMRPの発現が抑制されることで引き起こされる。FMRPはRNA結合タンパク質であり、DLG4のmRNAと結合する。また、FMRPとよく似たタンパク質にFXR1というタンパク質があり、合わせてFXR Familyに含まれる。神経芽細胞腫であるNeuro2a細胞株を使用して、FMR1遺伝子と、それに関連するFXR1遺伝子とDLG4遺伝子をそれぞれノックダウンして、細胞内でどのような異常が生じるか調べた。その結果、これらの脆弱X症候群関連遺伝子のノックダウンによって、細胞内でユビキチン－プロテアソーム系の分解経路が異常亢進するということを発見した。Neuro2a細胞株は無血清培地で分化し、突起を伸展するが、これらの遺伝子をノックダウンすると突起伸展が阻害された。この突起伸展の阻害は、初代培養神経細胞を用いた実験でも同様に観察された。同様のリピート病であるHTT遺伝子をsiRNAによってノックダウンしたところ、脆弱X症候群関連遺伝子と同様に細胞の突起伸展が阻害された。これによって、HTT遺伝子の異常によって、FMRP関連因子の異常と同様に、タンパク質の分解系に異常が生じていることが予想される。