凝集体形成を指標としたエンドソーム・レトロマー動態多次元解析による神経病態研究

以聚集体形成为指标，利用内体逆转录酶动力学的多维分析进行神经病理学研究

• 批准号: 18K07375
• 负责人: 原 央子
• 金额: $ 2.83万
• 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: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K07375/
• 关键词: 神経変性; 細胞内凝集体; レトロマー; パーキンソン病; α-シヌクレイン; VPS35

難治性神経疾患の治療薬が切望されているものの、分子標的治療法開発や創薬シーズ探索を難しくしている理由の1つは、薬物効果の明確な指標がないことである。そこで、神経変性の指標となる現象を可視化できれば、治療法開発への効果的なツールになると考えた。本研究課題では、研究代表者が独自に開発中のインディケータを用いて神経細胞内凝集体（α-シヌクレイン、TDP-43）を検出したうえで、レトロマー動態と神経変性との相関を調べることにより、神経細胞内に異常な凝集体が観察される意義とその毒性についての指標を得ることを目指してきた。本研究で着目しているレトロマーは、細胞内でエンドソームからゴルジ体への積荷タンパク質の逆行輸送を担うタンパク質の複合体である。そして、このレトロマー機能不全がパーキンソン病においてドーパミンニューロン死及びα-シヌクレイン蓄積のきっかけになる可能性が以前より指摘されている。そのことからも、レトロマー動態と神経変性とのなんらかの相関が本研究により明らかにできれば、神経変性を避けるために細胞内凝集体形成阻止または凝集体形成促進の薬剤を見出すための開発研究において、その指標を明確にできる可能性が高い。本研究は、2018年度4月より開始し、同年8月より一時中断し、現在に至る。研究期間中には、蛍光ラベルしたレトロマーからの輝度を光学顕微鏡により高効率に取得するために観察条件を検討した。試行観察では、微小なレトロマーにも大小がありそうなことや研究代表者の予想よりもレトロマーの動きが速い可能性が示唆された。また、1実験につき凝集体1000個程度のレトロマー動態を統計解析してレトロマー動態変化を正確に判断をするために、解析プロトコルの開発を試みた。試験的に細胞内微小粒子の大きさと速度の統計解析に成功したところで、育児休暇のため本研究を中断せざるを得なくなった。

尽管急需顽固性神经系统疾病的治疗药物，但导致分子靶向治疗药物开发和药物发现种子困难的原因之一是缺乏明确的药物疗效指标。因此，我们认为，如果我们能够将作​​为神经退行性变指标的现象可视化，它将成为开发治疗方法的有效工具。在这个研究项目中，主要研究者将使用他独立开发的指标检测神经元内聚集体（α-突触核蛋白，TDP-43），然后研究逆转录酶动力学和神经退行性变之间的相关性。神经细胞内观察到的异常聚集体及其毒性。逆转录酶是本研究的重点，是一种蛋白质复合物，负责将货物蛋白从内体逆行转运到细胞内的高尔基体。此前已有人指出，这种逆转录酶功能障碍可能会引发帕金森病中的多巴胺神经元死亡和α-突触核蛋白积累。因此，如果这项研究揭示了逆转录酶动力学与神经变性之间的某种相关性，那么在开发研究中寻找抑制或促进细胞内聚集体形成的药物以避免神经变性是很有可能的。这项研究于2018年4月开始，同年8月暂停，并持续至今。在研究期间，我们研究了观察条件，以使用光学显微镜有效地获取荧光标记的逆转录酶的亮度。试验观察表明，即使是微小的逆转录酶也可能具有不同的大小，并且逆转录酶的移动速度可能比主要研究者预期的要快。我们还尝试开发一种分析方案，以便对每个实验约 1000 个聚合体的逆转录酶动力学进行统计分析，以准确确定逆转录酶动力学的变化。在试行成功地对细胞内微粒子的大小和速度进行了统计分析后，我因育儿假而被迫暂停了这项研究。