TDP-43凝集体を形成する病態モデルの確立と解析

TDP-43聚集体病理模型的建立与分析

基本信息

批准号：
21K07288
负责人：
鈴木元治郎
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K07288/
关键词：
TDP-43 プリオン筋萎縮性側索硬化症前頭側頭葉変性症

项目摘要

細胞質におけるTDP-43の凝集体形成は、筋萎縮性側索硬化症(ALS)や前頭側頭葉変性症(FTLD)の患者脳内で広くみられる病変であり、病気の進行と密接に関与すると考えられる。神経変性疾患の病因とされるαシヌクレインやタウと同様に、異常細胞から放出された異常TDP-43凝集体が近傍の正常細胞に取り込まれ、正常細胞内のTDP-43の凝集体形成が誘導されるプリオン様伝播により、脳内の広範な範囲でTDP-43の凝集体形成と神経変性が起こると考えられている。しかし、TDP-43凝集体のプリオン様伝播のメカニズムや細胞への毒性などの多くの疑問点は解明されていない。そこで、精製したTDP-43タンパク質から異なる構造のTDP-43多量体を形成し、培養細胞やマウスに導入することにより、異常TDP-43凝集体の形成や神経変性が誘導されるモデル細胞、モデルマウスの樹立とその解析が本研究の概要である。TDP-43タンパク質は大腸菌からの精製が困難であるが、TDP-43タンパク質の様々な方法での精製に成功している。また、精製方法や凝集体形成方法の違いによって異なる構造のTDP-43凝集体の形成にも成功した。形成した凝集体がシードとなるか否かを確かめるために、TDP-43を過剰発現している培養細胞に導入すると、TDP-43の凝集体の形成が誘導された。このとき、シードとなるTDP-43凝集体の構造に依存して形成されるTDP-43凝集体の構造が異なることを明らかにした。ヒト患者脳で観察されるTDP-43凝集体の病理には様々なタイプがあることが知られているが、シードとして導入したTDP-43凝集体の構造に依存して、ヒト患者脳で観察される構造多型と類似した凝集体の形態を示すことを明らかにした。

细胞质中TDP-43聚集体的形成是肌萎缩侧索硬化症（ALS）和额颞叶变性（FTLD）患者脑部的常见病变，并且与疾病进展密切相关。与已知会引起神经退行性疾病的 α-突触核蛋白和 tau 蛋白类似，异常细胞释放的异常 TDP-43 聚集体被附近的正常细胞吸收，从而诱导正常细胞内形成 TDP-43 聚集体，类似朊病毒传播。据认为会导致大脑内广泛区域的 TDP-43 聚集体形成和神经变性。然而，许多问题仍未得到解答，包括 TDP-43 聚集体的朊病毒样增殖机制及其对细胞的毒性。因此，通过由纯化的TDP-43蛋白形成具有不同结构的TDP-43多聚体并将其引入培养细胞或小鼠、诱导异常TDP-43聚集体形成和神经变性的模型细胞和模型中，本研究的概要。是小鼠的建立及其分析。尽管TDP-43蛋白很难从大肠杆菌中纯化，但已使用多种方法成功纯化TDP-43蛋白。根据纯化方法和聚集体形成方法，我们还成功形成了具有不同结构的 TDP-43 聚集体。为了确认形成的聚集体是否可以作为种子，将细胞引入过表达 TDP-43 的培养细胞中，诱导 TDP-43 聚集体的形成。此时可知，所形成的TDP-43凝聚体的结构根据作为种子的TDP-43凝聚体的结构而不同。已知在人类患者脑中观察到的TDP-43聚集体有多种类型的病理学，并且在人类患者脑中观察到的病理学取决于作为种子引入的TDP-43聚集体的结构。与结构多态性相似。