疾患特異的ヒトiPS細胞を用いた軸索輸送におけるoptineurinの役割の解明

使用疾病特异性人类 iPS 细胞阐明 optineurin 在轴突运输中的作用

• 批准号: 22KJ2329
• 负责人: 菊本 舞
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2329/
• 关键词: 家族性筋萎縮性側索硬化症; optineurin; 神経軸索; iPS細胞; 逆行性軸索輸送

本研究の目的は、筋萎縮性側索硬化症(ALS)の発症において重要と考えられている逆行性軸索輸送障害に及ぼす変異型optineurin(OPTN)の影響を解明することである。代表研究者は、逆行性軸索輸送に関与するモーター蛋白質であるdyneinがOPTNと相互作用する点に着目し、変異型optineurinが軸索での逆行性輸送障害を引き起こす可能性を考え、特にマイトファジー障害と生存シグナルの低下との関連性について検討を行う研究計画を立案した。令和4年度に実施した内容として、まず健常者由来iPS細胞株であるHPS4290を用いて、ダイレクトコンバージョン法による運動ニューロンへの分化を行った。脊髄運動ニューロンへの分化に必要な転写因子であるNeurogenin2、Islet-1、LIM-Homeobox3遺伝子をenhanced PiggyBacベクターを用いてエレクトロポレーションで導入し、Tet-On発現誘導システムを用いて分化誘導を行った。分化誘導終了後、軸索伸長が十分に得られた時点で脊髄運動ニューロンの分化マーカーであるChAT、Hb9 (MNX1)、Tuj1の発現を蛍光免疫染色で確認した。その後同様の手法でoptineurin変異(ミスセンス変異E478Gヘテロ接合およびナンセンス変異Q398*ホモ接合)を持つ患者由来iPS細胞3株を分化させて形態観察用チャンバーでの培養を行い、細胞体と軸索の分離を行って軸索観察を行うための実験系を確立した。今後はこの系を用いて、各株におけるOPTN、dyneinの軸索での発現と相互作用の有無を評価し、さらにミトコンドリア逆行性輸送および生存シグナル伝達に及ぼす影響を検証する予定である。

The aim of this study was to investigate the importance of retrograde axonal transport impairment and the effects of heterotypic optinurin (OPTN) in the development of ALS. Representative researchers are investigating the possibility of retrograde axonal transport and its association with dynein and optineurin interaction, and investigating the possibility of retrograde axonal transport impairment and survival impairment. In 2010 and 2014, the content of the study was determined by the iPS cell line HPS4290. Neurogenin2, Islet-1, LIM-Homebox 3 genes are essential for the differentiation of spinal cord movement. After induction of differentiation, axonal elongation was determined by light immunostaining. The expression of ChAT, Hb9 (MNX1) and Tuj1 was confirmed by light immunostaining. The following methods were used to establish the differentiation of 3 patient-derived iPS cell lines, the culture of cell bodies, the isolation of axons, the observation of axons, and the establishment of a complete system. In the future, the occurrence and interaction of OPTN and dynein axons in each strain will be evaluated, and the effects of retrograde transport on survival will be confirmed.

项目成果

“Raisin bread sign” as a radiological feature of patients with pontine autosomal dominant microangiopathy and leukoencephalopathy

“葡萄干面包征”作为桥脑常染色体显性微血管病和白质脑病患者的放射学特征

• 发表时间: 2022
• 作者: Mai Kikumoto;Takashi Kurashige;Tomohiko Ohshita;Kodai Kume;Tomohisa Nezu;Shiro Aoki;Kazuhide Ochi;Hiroyuki Morino;Eiichi Nomura;Hiroshi Yamashita;Mayumi Kaneko;Hirofumi Maruyama;Hideshi Kawakami
• 通讯作者: Hideshi Kawakami

“Raisin bread sign” is a specific radiological feature of Pontine Autosomal Dominant Microangiopathy and Leukoencephalopathy

“葡萄干面包征”是脑桥常染色体显性微血管病和白质脑病的特定放射学特征

• 发表时间: 2022
• 作者: Mai Kikumoto;Takashi Kurashige;Tomohiko Ohshita;Kodai Kume;Tomohisa Nezu;Shiro Aoki;Kazuhide Ochi;Hiroyuki Morino;Eiichi Nomura;Hiroshi Yamashita;Mayumi Kaneko;Hirofumi Maruyama;Hideshi Kawakami
• 通讯作者: Hideshi Kawakami