ALS病因タンパク質FUSの凝集体形成機構および神経毒性発揮機序の解明

筋萎縮性側索硬化症(ALS)や前頭側頭葉変性症(FTLD)などの神経変性疾患の患者の一部では、神経細胞内にFUSからなる封入体が認められる。本研究では、この封入体が神経毒性を発揮することが疾患の原因となるとの仮説に立脚し、FUSの凝集体形成機構および凝集体形成による神経毒性発揮機構の解明を目指し、検討を行っている。1) 培養細胞において、Casein kinase 1 δ/ε(CK1δ/ε)によりFUSがリン酸化され、可溶性が上昇することを見出した。次に、FUS トランスジェニックショウジョウバエ(TG fly)を用いて神経毒性の評価を行ったところ、FUSの複眼特異的TG flyもしくは運動ニューロン・感覚ニューロン特異的TG flyにおいて、CK1δの共発現により毒性が減弱する結果を得た。これらの結果により、FUSの可溶性上昇が神経毒性減弱に繋がる可能性が示唆された。2) 培養細胞にメチル化抑制剤であるadenosine dialdehyde処理を行うことで、FTLD-FUS患者のニューロンで認められるFUSのarginine hypomethylationを起こした結果、FUSの可溶性が低下した。また、塩濃度の勾配を用いた分画方法のもとで、ショウジョウバエでの神経毒性が軽減することが報告されているallS変異(FUSのlow complexity domain内のチロシンを全てセリンに変異させた変異体)による可溶性の上昇が認められた。3) 培養細胞内でFUSを集めて凝集体を形成させることを目的として、青色光照射で集まる Cry2oligタグを付加したCRY2olig-mCherry-FUSを培養細胞に発現させた結果、青色光を長時間照射した場合にはCRY2olig-mCherry-FUSが細胞内で集まることを共焦点顕微鏡下で確認した。

筋萎縮性側索硬化症(ALS)や前頭側頭葉変性症(FTLD)などの神経変性疾患の患者の一部では、神経細胞内にFUSからなる封入体が認められる。本研究では、この封入体が神経毒性を発揮することが疾患の原因となるとの仮説に立脚し、FUSの凝集体形成機構および凝集体形成による神経毒性発揮機構の解明を目指し、検討を行っている。1) 培養細胞において、Casein kinase 1 δ/ε(CK1δ/ε)によりFUSがリン酸化され、可溶性が上昇することを見出した。次に、FUS トランスジェニックショウジョウバエ(TG fly)を用いて神経毒性の評価を行ったところ、FUSの複眼特異的TG flyもしくは運動ニューロン・感覚ニューロン特異的TG flyにおいて、CK1δの共発現により毒性が減弱する結果を得た。これらの結果により、FUSの可溶性上昇が神経毒性減弱に繋がる可能性が示唆された。2) 培養細胞にメチル化抑制剤であるadenosine dialdehyde処理を行うことで、FTLD-FUS患者のニューロンで認められるFUSのarginine hypomethylationを起こした結果、FUSの可溶性が低下した。また、塩濃度の勾配を用いた分画方法のもとで、ショウジョウバエでの神経毒性が軽減することが報告されているallS変異(FUSのlow complexity domain内のチロシンを全てセリンに変異させた変異体)による可溶性の上昇が認められた。3) 培養細胞内でFUSを集めて凝集体を形成させることを目的として、青色光照射で集まる Cry2oligタグを付加したCRY2olig-mCherry-FUSを培養細胞に発現させた結果、青色光を長時間照射した場合にはCRY2olig-mCherry-FUSが細胞内で集まることを共焦点顕微鏡下で確認した。