αシヌクレイン伝播モデルショウジョウバエを用いた凝集体放出機構の解明

使用 α-突触核蛋白传播模型果蝇阐明聚集体释放机制

• 批准号: 21K15619
• 负责人: 新田 陽平
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 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-21K15619/
• 关键词: ショウジョウバエ; αシヌクレイン; 伝播; シナプス; パーキンソン病; 神経変性

これまでに申請者は、ショウジョウバエの視覚系神経をモデルとしてパーキンソン病の原因タンパクであるαシヌクレインの非侵襲的伝播モデルの樹立を試みた。このモデルでは、特定のシナプスにおいてシナプス前細胞特異的にmCherryを結合させた病変型αシヌクレイン（αSynmut-mCherry）、シナプス後細胞特異的にGFPを結合させた野生型αシヌクレイン（αSynWT-GFP）を発現する遺伝子組み換えショウジョウバエを樹立した。これまでの研究で、αシヌクレインがretrogradeに移動しリソソーム内の酸性環境中に存在していることが示唆されていた。本年度では、引き続きシナプス前後細胞での凝集の移動の厳密な確認を行った。シナプス前細胞特異的にαSynmut-mCherryだけを発現させたショウジョウバエを、抗GFP抗体を用いて免疫染色したところ、GFPが発現していないにも関わらずシナプス前細胞の先端にシグナルが観察された。この結果は、昨年度に観察されたシナプス前細胞末端のシグナルが、抗体のバックグラウンドなのかシナプス後細胞から移動してきたものなのか判別を不可能にした。また、腸管神経叢から中枢神経系へのαシヌクレインの伝播を模倣するために全神経でαSynmut-mCherryを発現させたショウジョウバエを樹立した。筋肉への注射が技術的に困難であることから、αSynの線維化物（PFF）を摂食させたところ、腸管神経でのリン酸化αシヌクレイン（p-αSyn）のシグナルが有意に増加した。次に、αSynmut-mCherryを発現させていないハエにPFFを摂食させた所、腸管神経でのp-αSynのシグナルの増加は観察されなかった。これらの結果より、本モデルにおいては摂食されたPFFが未知の機構を用いて腸管神経に局在するαSynをリン酸化させ、病的状態に移行させていることが明らかとなった。

到目前为止，申请人已尝试使用果蝇的视觉神经系统作为模型来建立帕金森氏病的α-突触核蛋白（帕金森氏病的致病蛋白）的非侵入性模型。在该模型中，我们建立了表达病变的α-突触核蛋白（αSynmut-mcherry）的遗传修饰的果蝇，该核蛋白（αSynmut-Mcherry）专门在特定的突触处结合了MCHERRY，野生型α-突触核蛋白（αSynwt-GFP）（αSynwt-GFP），特异性地结合了特定于特定的gfp的GFP。先前的研究表明，α-核蛋白迁移逆行，并存在于溶酶体内的酸性环境中。今年，我们继续密切确认突触前细胞中聚集的迁移。使用抗GFP抗体对特异性表达的αSynmut-mcherry进行免疫染色的果蝇，尽管没有GFP表达，但在突触前细胞的尖端观察到信号。该结果使得无法确定去年观察到的末端突触前细胞的信号是来自抗体的背景还是从突触后细胞迁移。此外，建立了所有神经中表达α-合成果的果蝇，以模仿从肠道神经丛中的α-突触核蛋白传播到中枢神经系统中。由于对肌肉注射的技术难度，喂食α-Syn纤维化（PFF）显着增加了肠神经中磷酸化的α-核蛋白（P-α-Syn）的信号。接下来，未表达αSynmut-mcherry的苍蝇被PFF喂食，并且在肠神经中未观察到P-αsyn的信号增加。这些结果表明，在该模型中，FED PFF使用未知的机制来磷酸化αSyn位于肠神经中，从而导致其过渡到病理状态。

项目成果

MeDUsA：A novel method for quantification of degeneration using fly axons to evaluate neuroaxonal degeneration

MeDUsA：一种使用飞轴突量化变性来评估神经轴突变性的新方法

• 发表时间: 2021
• 作者: 下地博之;糟谷奈那;北條賢;石川佳穂，池田将平，一瀬諭，長田穣，川津一隆，京極大助，古田世子，近藤倫生;新田陽平
• 通讯作者: 新田陽平

MeDUsA: A novel system for automated axon quantification to evaluate neuroaxonal degeneration

• DOI: 10.1101/2021.10.25.465674
• 发表时间: 2021-10
• 期刊: bioRxiv
• 作者: Yohei Nitta;H. Kawai;Jiro Osaka;Satoko Hakeda-Suzuki;Y. Nagai;K. Doubková;Takashi Suzuki;G. Tavosanis;Atsushi Sugie

DZNE(ドイツ)

DZNE（德国）

神経軸索変性の度合いを評価する自動定量システムMeDUsAの開発

开发神经轴突变性程度自动定量系统MeDUsA

Development of the Model of α-Synuclein Propagation from the ENS to the CNS

α-突触核蛋白从 ENS 到 CNS 传播模型的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: Nitta Yohei;Kawai Hiroki;Osaka Jiro;Hakeda-Suzuki Satoko;Nagai Yoshitaka;Doubkov? Karol?na;Suzuki Takashi;Tavosanis Gaia;Sugie Atsushi;新田陽平
• 通讯作者: 新田陽平