SOD1タンパクの修飾検出による筋萎縮性側索硬化症の原因究明と新規診断法開発

通过检测SOD1蛋白修饰研究肌萎缩侧索硬化症的病因并开发新的诊断方法

• 批准号: 18890112
• 负责人: 村上 哲郎
• 金额: $ 1.65万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18890112/
• 关键词: ALS; 神経変性疾患; DNA修復酵素; oggl; 運動ニューロン病; 筋萎縮性側索硬化症; 神経変成; SOD1; 不溶化凝集

本研究の目的を遂行するために、変異SOD1遺伝子を発現するトランスジェニックマウスの脊髄を用いてDNA修復酵素の発現について検討した。まず、酸化を受けたヌクレオチドであるグアニンを除去する酵素であるDNA修復酵素であるcxcguanine glycosylase 1 (ogg1)の発現の中枢神経内での発現について検討した。初めに免疫染色によってogg1の発現を検討した。Ogg1は脊髄前角の大型神経細胞において強い染色性を示したが、他の部位(大脳皮質、小脳、海馬)では染色性をほとんど示さなかった。ウエスタブロッティングではこれらのすべての部位である程度の発現が確認できたが、脊髄での発現量が最も高かった。次に各病期におけるDNA修復酵素の発現について検討したところ、ogg1は核において発症前早期の段階で既に非トランスジェニックマウスと比較して発現が亢進していたが、ミトコンドリアにおいては発現の亢進は認めなかった。一方、ogg1によって除去された後にDNAを再合成するDN polymerase β (polβ)は発症前早期ではトランスジェニックマウスでは非トランスジェニックマウスと比較して発現に差は認めなかった。また、ミトコンドリアにおけるDNA合成酵素であるDNA polymerase γ (polγ)は発症前早期においてすでに非トランスジェニックマウスに比べて発現の低下が認められた。一方、末期のトランスジェニックマウスでは核およびミトコンドリアで発現するいずれのogg1も発現が低下していたが、ミトコンドリアにおいてより顕著であった。Polβとpolγはいずれも末期においては非トランスジェニックマウスと比べて発現が明らかに低下していた。Polγは発症前早期よりもさらに低下していた。これらの結果から、脊髄前角の運動神経細胞では常に盛んにDNA修復が行われていること(おそらくこれは同部位においてDNAの過酸化が常に起こっていると考えられる)が明らかとなった。またDNA修復酵素の発現は発症前早期の時点ですでに認められ、さらにその変化はミトコンドリアでのみ特異的であり、中枢神経系の他の部位では認められなかった。これらの結果から、ALSでは病初期からミトコンドリアDNAの修復が障害されていることを示しており、種々の酸化ストレスに対して、特にミトコンドリアが脆弱である可能性が示唆され、ALSの原因の一端を担っていると考えられると考えられた。さらにこれらを応用してヒトALS患者でも検出することが可能になればALSの診断法としては画期的であり、さらにこれらのDNA修復酵素の障害を是正することができれば、ALS治療法の開発における標的となりえると考えられた。

を の purpose this study carries out す る た め に, - different traces of SOD1 伝 son を 発 now す る ト ラ ン ス ジ ェ ニ ッ ク マ ウ ス の spinal marrow を with い て DNA repair enzyme の 発 now に つ い て beg し 検 た. ま ず, acidification を け た ヌ ク レ オ チ ド で あ る グ ア ニ ン を remove す る enzyme で あ る DNA repair enzyme で あ る cxcguanine glycosylase 1 (ogg1) の 発 の central now god 経 で の 発 now に つ い て beg し 検 た. The initial めに immunostaining によってogg1 assay shows を検 attack on た. Ogg1 は the anterior horn of spinal marrow の big god 経 cells に お い て strong い dyeing を shown し た が, he の parts (large, small 脳 脳 cortex, hippocampus) で は dyeing を ほ と ん ど shown さ な か っ た. ウ エ ス タ ブ ロ ッ テ ィ ン グ で は こ れ ら の す べ て の parts で あ る degree の 発 が now confirmed で き た が, spinal marrow で の 発 high quantity が now most も か っ た. に each disease stage に お け る DNA repair enzyme の 発 now に つ い て beg し 検 た と こ ろ, ogg1 は nuclear に お い て 発 disease before early の Duan Jie で either に ト ラ ン ス ジ ェ ニ ッ ク マ ウ ス と compare し て 発 now が hyperthyroidism し て い た が, ミ ト コ ン ド リ ア に お い て は 発 is の hyperthyroidism は recognize め な か っ た. Side, ogg1 に よ っ て remove さ れ た に を DNA synthesis after す る DN polymerase beta (pol beta) は 発 disease before early で は ト ラ ン ス ジ ェ ニ ッ ク マ ウ ス で は non ト ラ ン ス ジ ェ ニ ッ ク マ ウ ス と compare し て 発 に poor は now recognize め な か っ た. ま た, ミ ト コ ン ド リ ア に お け る DNA synthesis enzyme で あ る DNA polymerase gamma (pol gamma) は 発 disease before early に お い て す で に non ト ラ ン ス ジ ェ ニ ッ ク マ ウ ス に than べ て 発 low の が now recognize め ら れ た. One party, the late の ト ラ ン ス ジ ェ ニ ッ ク マ ウ ス で は nuclear お よ び ミ ト コ ン ド リ ア で 発 now す る い ず れ の ogg1 も 発 now low が し て い た が, ミ ト コ ン ド リ ア に お い て よ り 顕 the で あ っ た. Pol beta と Pol gamma は い ず れ も late に お い て は non ト ラ ン ス ジ ェ ニ ッ ク マ ウ ス と than べ て 発 now が Ming ら か に low し て い た. In the early stage before the onset of Polγ て, よ さらに さらに is low and <s:1> て た た. こ れ ら の results か ら, the anterior horn of spinal marrow の movement god 経 cells で は often に sheng ん に DNA repair line が わ れ て い る こ と (お そ ら く こ れ は with parts に お い て DNA の acidification が often に since こ っ て い る と exam え ら れ る) が Ming ら か と な っ た. ま た DNA repair enzyme の 発 now は 発 disease before early の point で す で に recognize め ら れ, さ ら に そ の variations change は ミ ト コ ン ド リ ア で の み specific で あ り, central god 経 is の の parts で は recognize め ら れ な か っ た. こ れ ら の results か ら, ALS で は disease early か ら ミ ト コ ン ド リ ア の DNA repair が handicap of さ れ て い る こ と を shown し て お り, kind of 々 の acidification ス ト レ ス に し seaborne て, に ミ ト コ ン ド リ ア が fragile で あ が る possibility in stopping さ れ, ALS の の end を bear っ て い る と exam え ら れ る と exam え ら れ た. さ ら に こ れ ら を 応 with し て ヒ ト ALS patients で も 検 out す る こ と が may に な れ ば ALS の diagnostics と し て は painting period で あ り, さ ら に こ れ ら の の handicap of DNA repair enzyme を is す る こ と が で き れ ば, ALS therapy の 発 に お け る mark と な り え る と exam え ら れ た.

项目成果

Parvalbumin and calbindin D-28k immunoreactivity in transgenic mice with a G93A mutant SOD1 gene

• DOI: 10.1016/j.brainres.2006.01.129
• 发表时间: 2006-04
• 期刊: Brain Research
• 影响因子: 2.9
• 作者: S. Sasaki;H. Warita;T. Komori;T. Murakami;K. Abe;M. Iwata

Enhanced accumulation of tau in doubly transgenic mice expressing mutant betaAPP and presenilin-1.

表达突变型 betaAPP 和早老素-1 的双转基因小鼠中 tau 蛋白的积累增强。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Brain Research 1094(1)
• 作者: Samura E;Kawarabayashi T;Ikeda M;et al.
• 通讯作者: et al.

Early decrease of mitochondrial DNA repair enzymes in spinal motor neurons of presymptomatic transgenic mice carrying a mutant SOD1 gene

携带突变 SOD1 基因的症状前转基因小鼠脊髓运动神经元中线粒体 DNA 修复酶的早期减少

• 发表时间: 2007
• 期刊: Brain Res 1150
• 作者: Murakami T;Nagai M;Miyazaki K;Morimoto N;Ohta Y;Kurata T;Takehisa Y;Kamiya T;Abe K.
• 通讯作者: Abe K.

Intrathecal injection of epidermal growth factor and fibroblast growth factor 2 promotes proliferation of neural precursor cells in the spinal cords of mice with mutant human SOD1 gene

• DOI: 10.1002/jnr.21017
• 发表时间: 2006-10
• 期刊: Journal of Neuroscience Research
• 影响因子: 4.2
• 作者: Y. Ohta;M. Nagai;T. Nagata;T. Murakami;I. Nagano;H. Narai;T. Kurata;M. Shiote;M. Shoji;K. Abe

Enhanced accumulation of phosphorylated alpha-synuclein in double transgenic mice expressing mutant beta-amyloid precursor protein and presenilin-1

表达突变型β-淀粉样前体蛋白和早老蛋白-1的双转基因小鼠中磷酸化α-突触核蛋白的积累增强

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Neuroscience Research 85巻
• 作者: Kurata T;Ikeda M;Shoji M;他13名
• 通讯作者: 他13名