初代培養を用いた同腹仔のハンチントン病モデルと野生型間の神経脆弱性の定量比較

使用原代培养对同窝亨廷顿病模型和野生型之间的神经脆弱性进行定量比较

• 批准号: 21K15636
• 负责人: 清水 英雄
• 金额: $ 3万
• 依托单位: National Center of Neurology and Psychiatry
• 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-21K15636/
• 关键词: ハンチントン病; トリプレットリピート病; 脆弱X症候群; プロテアソーム; シナプス関連タンパク質; シナプトポディン; イメージング; 神経細胞初代培養; シナプス; 神経細胞死

本研究は、遺伝病であるハンチントン病での神経細胞内における異常を明らかにすることを目的としている。ハンチントン病は遺伝性トリプレットリピート病の一つであり、異常伸長したCAGリピートを持つHTT遺伝子が原因とされている。同様のトリプレットリピート病の一つである脆弱X症候群はFMR1遺伝子上でCGGリピートが異常伸長し、FMR1のコードするタンパク質であるFMRPの発現が抑制されることで引き起こされる。FMRPはRNA結合タンパク質であり、DLG4のmRNAと結合する。また、FMRPとよく似たタンパク質にFXR1というタンパク質があり、合わせてFXR Familyに含まれる。神経芽細胞腫であるNeuro2a細胞株を使用して、FMR1遺伝子と、それに関連するFXR1遺伝子とDLG4遺伝子をそれぞれノックダウンして、細胞内でどのような異常が生じるか調べた。その結果、これらの脆弱X症候群関連遺伝子のノックダウンによって、細胞内でユビキチン－プロテアソーム系の分解経路が異常亢進するということを発見した。Neuro2a細胞株は無血清培地で分化し、突起を伸展するが、これらの遺伝子をノックダウンすると突起伸展が阻害された。この突起伸展の阻害は、初代培養神経細胞を用いた実験でも同様に観察された。同様のリピート病であるHTT遺伝子をsiRNAによってノックダウンしたところ、脆弱X症候群関連遺伝子と同様に細胞の突起伸展が阻害された。これによって、HTT遺伝子の異常によって、FMRP関連因子の異常と同様に、タンパク質の分解系に異常が生じていることが予想される。

这项研究的目的是澄清遗传病亨廷顿舞蹈症中神经元的异常情况。亨廷顿病是一种遗传性三联体重复疾病，被认为是由 HTT 基因引起的，该基因具有异常扩增的 CAG 重复序列。脆性 X 综合征是一种类似的三联体重复疾病，是由 FMR1 基因中 CGG 重复序列的异常扩增引起的，该重复序列抑制了 FMR1 编码的蛋白质 FMRP 的表达。 FMRP 是一种 RNA 结合蛋白，可与 DLG4 mRNA 结合。此外，还有一种名为 FXR1 的蛋白质，与 FMRP 非常相似，它们一起属于 FXR 家族。使用神经母细胞瘤 Neuro2a 细胞系，我们敲低了 FMR1 基因以及相关的 FXR1 和 DLG4 基因，以研究细胞内发生的异常情况。结果，他们发现敲低这些脆弱的 X 综合征相关基因会异常增强细胞内的泛素-蛋白酶体降解途径。 Neuro2a 细胞系在无血清培养基中分化并延伸过程，但这些基因的敲低会抑制过程延伸。在使用原代培养神经元的实验中也类似地观察到了这种过程延伸的抑制。当使用 siRNA 敲除导致类似重复疾病的 HTT 基因时，细胞过程延伸受到抑制，类似于与脆性 X 综合征相关的基因。这表明HTT基因的异常会导致蛋白质降解系统的异常，类似于FMRP相关因子的异常。

项目成果

Fragile X関連遺伝子とDlg4遺伝子は神経系の細胞の突起形成に関与する

脆性X相关基因和Dlg4基因参与神经系统细胞过程的形成

• 发表时间: 2022
• 作者: 清水英雄;北條浩彦
• 通讯作者: 北條浩彦

FXR1とDLG4は神経突起形成に重要な働きを持つ

FXR1 和 DLG4 在神经突形成中发挥重要作用

• 发表时间: 2021
• 作者: 清水 英雄;北條 浩彦
• 通讯作者: 北條 浩彦

FXR1 and PSD95 may play important roles in neurite formation

FXR1和PSD95可能在神经突形成中发挥重要作用

• 发表时间: 2021
• 作者: Hideo Shimizu;Hirohiko Hohjoh
• 通讯作者: Hirohiko Hohjoh

Knockdown of PSD95 and FXR1 inhibits protrusion formation

PSD95 和 FXR1 的敲低抑制突起形成

• 发表时间: 2022
• 作者: Hideo Shimizu;Hirohiko Hohjoh
• 通讯作者: Hirohiko Hohjoh