新規モデルマウスを用いた孤発性ＡＬＳ病態解明と新規治療薬の探索

利用新的小鼠模型阐明散发性 ALS 的病理学并寻找新的治疗药物

• 批准号: 15J04805
• 负责人: 杉山 香織
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J04805/
• 关键词: 神経細胞死; グルタミン酸興奮毒性; 神経変性疾患; グルタミン酸; 運動ニューロン; カルパイン; グルタミン酸トランスポーター; 核膜孔複合体; グルタミン酸輸送体

筋萎縮性側索硬化症(ALS)の創薬研究には家族性原因遺伝子変異を導入したトランスジェニック動物の活用が主流だが、家族性ALSは全体の1割程度であり、残る9割は孤発性に発症する。孤発性ALSの病態を探るにあたり、孤発性ALS患者で減少が報告されているグルタミン酸輸送体を脊髄で欠損させたマウス(cKO)を作成し、脊髄運動ニューロン死及び麻痺を呈することを見出した。28年度までにcKOマウスの運動ニューロン死にAMPA型グルタミン酸受容体(AMPAR)の過剰活性化、Ca2+依存性プロテアーゼのカルパインの過剰活性化が寄与すること、更にcKOの運動ニューロンは核の異常を呈することを見出してきた。そこで29年度では、核の異常が神経細胞死に与える影響について検証した。核膜孔複合体(NPC)は核膜に埋め込まれており、核ー細胞質間の輸送経路としての役割を果たす。cKOマウスではNPC構成タンパクの減少を呈したことから、核ー細胞質輸送が変化している可能性が考えられる。cKOマウスに核ー細胞質輸送を選択的に抑制するnuclear export inhibitorを1週間投与した結果、運動障害及び運動ニューロン死の進行を有意に抑制した。また、これまで短期投与で治療効果の得られた化合物を用いて6週間に渡る長期投与がcKOに与える影響を検討した結果、nuclear export inhibitorの治療効果は一過的だったが、AMPAR阻害剤、カルパイン阻害剤は長期的に運動障害及び運動ニューロン死の進行を抑制した。今年度の研究により、cKOの運動ニューロン死のカルパイン活性化後の下流カスケードの一端としてNPC構成タンパク分解と核ー細胞質輸送障害が関与しうる可能性を見出した。これらの成果をJournal of Neuroscience誌に原著論文として報告した。

转基因动物的主流使用在药物发现中引入了家族性致病基因突变（肌萎缩性侧向硬化症（ALS）），但家族性ALS约占所有病例的10％，其余90％自发地发育。在探索散发性ALS的病理学时，创建了患有谷氨酸转运蛋白的脊髓缺陷的小鼠（CKO），据报道，谷氨酸转运蛋白的小鼠在散发性ALS患者中降低了，并发现它们表现出脊柱运动神经元死亡和瘫痪。到2016年，已经发现，AMPA型谷氨酸受体（AMPAR）的过度激活和Ca2+依赖性蛋白酶钙蛋白钙蛋白酶的过度激活导致CKO小鼠运动神经元的死亡，而CKO中的运动神经元在CKO中表现出核异常。因此，在2017年，我们检查了核异常对神经元细胞死亡的影响。核孔复合物（NPC）嵌入核膜中，并用作核和细胞质之间的运输途径。由于CKO小鼠表现出NPC固定蛋白的降低，因此可能会改变核胞质转运。 CKO小鼠接受了1周的核出口抑制剂，这些核出口抑制剂有选择地抑制核质质转运，从而显着抑制了运动障碍和运动神经元死亡的进展。此外，我们使用迄今为止对短期给药有效的化合物研究了长期给药对CKO的影响，尽管核输出抑制剂的治疗作用是短暂的，但AMPAR抑制剂和CALPAIN抑制剂抑制了运动障碍和运动神经元死亡的长期进展。今年的研究发现，在CKO运动神经元死亡中，NPC固定的蛋白水解和核胞质转运障碍可能涉及下游级联反应的一部分。这些结果在《神经科学杂志》中报道为原始论文。

项目成果

グリア型グルタミン酸輸送体GLT１は減少させる時期によって異なる精神疾患様行動異常を惹起する

胶质细胞谷氨酸转运蛋白 GLT1 会根据其何时减少而导致不同的精神疾病样行为异常。

• 发表时间: 2017
• 作者: 杉山 香織;長岡 大樹;相田 知海;糸原 重美;田中 謙二;田中 光一
• 通讯作者: 田中 光一

GLT1 の減少は時期によって異なる行動異常を引き起こす

GLT1 减少会导致行为异常，具体情况随一年中的不同时间而变化

• 发表时间: 2017
• 作者: 杉山 香織;長岡大樹;相田 知海;糸原重美;田中謙二;田中 光一
• 通讯作者: 田中 光一

Calpain-Dependent Degradation of Nucleoporins Contributes to Motor Neuron Death in a Mouse Model of Chronic Excitotoxicity

核孔蛋白的钙蛋白酶依赖性降解导致慢性兴奋性毒性小鼠模型中的运动神经元死亡

• DOI: 10.1523/jneurosci.0730-17.2017
• 发表时间: 2017
• 期刊: The Journal of Neuroscience
• 作者: Sugiyama Kaori;Aida Tomomi;Nomura Masatoshi;Takayanagi Ryoichi;Zeilhofer Hanns U.;Tanaka Kohichi
• 通讯作者: Tanaka Kohichi

グリア型グルタミン酸トランスポーターの減少は運動ニューロン死を引き起こす

神经胶质谷氨酸转运蛋白减少导致运动神经元死亡

• 发表时间: 2015
• 作者: 杉山 香織;相田 知海;野村 政壽;高柳 涼一;田中 光一;杉山香織;赤星聖;杉山香織;Sho Akahoshi;杉山香織
• 通讯作者: 杉山香織

発達期のGLT-1の減少は統合失調症様の行動異常を惹起する

发育过程中 GLT-1 减少会导致精神分裂症样行为异常

• 发表时间: 2015
• 作者: 杉山 香織;相田 知海;野村 政壽;高柳 涼一;田中 光一;杉山香織;赤星聖;杉山香織;Sho Akahoshi;杉山香織;大庭弘継編（分担執筆：赤星聖）;杉山香織
• 通讯作者: 杉山香織