ポリアミンが誘導するリピート病の発症機構とその制御による病態抑制効果の解明

阐明多胺诱导的重复性疾病的发病机制及其控制的抑制效果

• 批准号: 22K07357
• 负责人: 小黒 明広
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Jikei University School of Medicine
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-22K07357/
• 关键词: RAN翻訳; ポリアミン; リピート病; 無細胞翻訳系; 筋強直性ジストロフィー

リピート病は、遺伝子に存在する繰り返し配列の異常伸長を特徴とする難治性の疾患群である。特定のリピート配列においてリピート関連非ATG翻訳(RAN翻訳)と呼ばれる特殊な翻訳が誘導され、リピート病発症の原因となるが、その分子機構は未解明である。本研究では、我々の先行研究でRAN翻訳を誘導することが判明したポリアミンに着目し、i)無細胞翻訳系、ii)培養細胞系、iii)モデル生物系と段階的に解析を進め、RAN翻訳誘導におけるポリアミンの作用機序を解明する。さらに、ポリアミンとその関連因子の制御による病態抑制効果を明らかにすることを目的とする。2022年度は、i)無細胞翻訳系をメインに進め、ii)培養細胞系での解析にも着手した。i)に関しては、筋強直性ジストロフィー２型の原因となるCCTGリピート由来のRAN翻訳に対して、主要なポリアミンであるプトレッシン、スペルミジン、スペルミンによる誘導効果を詳細に解析した。その結果、スペルミンがRAN翻訳を強く誘導することが分かった。これまでの研究よりCCUGリピートRNAは複雑な高次構造をとることが報告されている。in vitroで転写したリピートRNAを加熱急冷して変性させることでRAN翻訳は阻害された。また、リピートRNAの熱融解温度(Tm値)を測定したところ、ポリアミン濃度依存的にTm値が上昇した。これらのことより、ポリアミンがリピートRNAに作用し、構造的に安定性を増加させることでRAN翻訳を誘導する作用機序が示唆されてきた。培養細胞HEK293に、CMVプロモーター下流にCCTGリピート配列を挿入した発現ベクターを構築して導入したところ、RAN翻訳産物の発現を確認することができた。今回の条件では、RAN翻訳産物発現後48時間では細胞への強い毒性は認められなかった。

The disease is characterized by abnormal elongation. The molecular mechanism of specific mutations associated with non-ATG mutations (RAN mutations) is not yet understood. In this study, we have identified and clarified the mechanisms of action for the induction of RAN disruption in previous studies, i) cell-free transformation lines, ii) cultured cell lines, iii) biological systems, and stage analysis. The effect of pathological inhibition on the control of correlation factors is obvious. In 2022, i) cell-free culture lines were developed and ii) analysis of cultured cell lines was initiated. i) Detailed analysis of the causes of the CCTG stiffness and the origin of the RAN inversion, the main causes of the stiffness and the induction effects of the stiffness. As a result of this, we have a strong incentive to change the situation. This study is based on CCUG's report on higher-order structures. In vitro, RNA is heated and cooled. The thermal melting temperature (Tm) of RNA was measured. The mechanism of action of the RNA in the structure is shown by the increase in stability of the RNA. Culture of HEK293 cells, CMV down-stream CCTG release sequence development, construction, introduction, and identification of RAN release products 48 hours after the production of RAN, the cell toxicity was detected.

项目成果

リピート関連非AUG翻訳に対するポリアミンの効果

多胺对重复相关非 AUG 翻译的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: 小黒明広;町田幸大;河合剛太;今高寛晃;松藤千弥
• 通讯作者: 松藤千弥