ALS原因因子FUSの細胞外分泌分子機構の解明

核内RNA結合分子であるFUSは筋萎縮性側索硬化症(ALS)の原因因子であることが知られている。FUSの機能異常が疾患発症に深く関わると考えられており、これまでの様々な解析から、FUSがRNA結合能を介して細胞内遺伝子発現に寄与することや、細胞内凝集体生成機構が明らかにされてきた。近年、FUSを含めたいくつかのALS原因因子が細胞間を伝播することによって罹患領域を拡大する可能性が示唆されてきた。本研究では、FUSによる疾患伝播機構を明らかにすることを目的としている。2022年度はFUSの細胞外分泌に関わる分子内領域を同定することを目的とした。FUSには5つの分子内領域が存在していることから、マウスES細胞を由来とする神経細胞に野生型FUS及び各領域を欠損した変異型FUSを導入し、培養培地に含まれる分泌型FUSを検出することでその同定を試みた。その結果、いくつかの変異体では分泌量が変化することを見出した。本研究開始前の想定では、特定の部位が分泌に関わると考えていたが、実際に実験を行ったところ、変異型FUSによって分泌量が増減しており各領域が協調して分泌に関わる可能性が考えられた。このことから、研究申請時の想定よりもより複雑な分子機構によってFUSの分泌が制御されていることが考えられた。また、FUSの細胞外への分泌経路を明らかにすることを目的として、FUSの核内移行阻害剤を見出す実験を行った。これまでの報告においてM9Mと呼ばれるペプチドが阻害剤であると見いだされていたことから、M9Mペプチドを発現するプラスミドを作成し、神経細胞に発現させた後、FUSの細胞内局在を観測した。ところが、M9Mを発現させた細胞におけるFUSの細胞内局在はM9M非発現細胞と比較して変化しない現象が認められた。

核内RNA結合分子であるFUSは筋萎縮性側索硬化症(ALS)の原因因子であることが知られている。FUSの機能異常が疾患発症に深く関わると考えられており、これまでの様々な解析から、FUSがRNA結合能を介して細胞内遺伝子発現に寄与することや、細胞内凝集体生成機構が明らかにされてきた。近年、FUSを含めたいくつかのALS原因因子が細胞間を伝播することによって罹患領域を拡大する可能性が示唆されてきた。本研究では、FUSによる疾患伝播機構を明らかにすることを目的としている。2022年度はFUSの細胞外分泌に関わる分子内領域を同定することを目的とした。FUSには5つの分子内領域が存在していることから、マウスES細胞を由来とする神経細胞に野生型FUS及び各領域を欠損した変異型FUSを導入し、培養培地に含まれる分泌型FUSを検出することでその同定を試みた。その結果、いくつかの変異体では分泌量が変化することを見出した。本研究開始前の想定では、特定の部位が分泌に関わると考えていたが、実際に実験を行ったところ、変異型FUSによって分泌量が増減しており各領域が協調して分泌に関わる可能性が考えられた。このことから、研究申請時の想定よりもより複雑な分子機構によってFUSの分泌が制御されていることが考えられた。また、FUSの細胞外への分泌経路を明らかにすることを目的として、FUSの核内移行阻害剤を見出す実験を行った。これまでの報告においてM9Mと呼ばれるペプチドが阻害剤であると見いだされていたことから、M9Mペプチドを発現するプラスミドを作成し、神経細胞に発現させた後、FUSの細胞内局在を観測した。ところが、M9Mを発現させた細胞におけるFUSの細胞内局在はM9M非発現細胞と比較して変化しない現象が認められた。