Elucidation of ALS pathology caused by disruption of NEK1-mediated cell signaling pathway

阐明 NEK1 介导的细胞信号通路破坏引起的 ALS 病理学

• 批准号: 22K15702
• 负责人: 渡辺 靖章
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15702/
• 关键词: 筋萎縮性側索硬化症; リン酸化; NEK1; RNA結合タンパク質; シグナル伝達経路; ALS; 翻訳後修飾

本研究では、孤発性を含む筋萎縮性側索硬化症　(ALS) のリスク遺伝子であるNever in mitosis gene A-related Kinase 1 (NEK1) の翻訳産物であるセリン・スレオニンキナーゼNEK1に着目し、リン酸化の標的となる基質タンパク質を同定した上で、運動ニューロン死というALSの根本的病態に至るカスケードの一旦を解明することを目的としている。今年度は、野生型・変異型NEK1の活性を評価するためのin vitroアッセイの確立と、NEK1欠損/過剰発現SH-SY5Y細胞をサンプルとしてNEK1のリン酸化基質をプロテオミクス技術により探索することを予定していたが、後述の理由により、完了には至っていない。このため、予備的検討において見出されたNEK1の基質タンパク質について、リン酸化の病的意義の解析をすすめる方針に切り替えた。具体的には、ALSの運動ニューロン病理におけるTDP-43の核外移行・凝集体形成などからRNA代謝障害はALSの主要病態と想定されているが、申請者はALS患者で遺伝子変異が報告されている複数のRNA結合タンパク質のリン酸化を検討し、その中にNEK1によってリン酸化されるタンパク質Xがあることを見出した。そのタンパク質Xについて、NEK1によるリン酸化の標的となるコンセンサス配列を含む部位に着目して、リン酸化部位の同定を試みている。また、CRISPR/Cas9を用いてXの遺伝子にALS関連変異をノックインしたSH-SY5Y細胞の作出を行い、NEK1によるリン酸化の程度の違いとその生物学的意義について解析を行った。

This study was conducted to investigate the pathogenesis of ALS, including Alzheimer's disease (ALS), and to elucidate the underlying pathology of ALS. This year, the activity of wild-type and variant NEK1 was evaluated, and the establishment of NEK1 deficiency/overdevelopment SH-SY5Y cells was determined. The analysis of the significance of the basic quality of NEK1 and the preparation of NEK1 Specific information on ALS movement and pathology is provided in the form of TDP-43 exonuclear migration aggregates. The main pathology of ALS is identified by the applicant's report on ALS patients 'genetic diversity. For example, if the acid content of NEK1 is higher than that of NEK1, the acid content of NEK1 is higher than that of NEK1. CRISPR/Cas9 is used to analyze the biological significance of ALS related differences in the production of SH-SY5Y cells and the degree of acidification of NEK1 cells.