Identification of lipid-associated risk molecules and development of drug discovery seeds for Parkinson's disease

脂质相关风险分子的鉴定和帕金森病药物发现种子的开发

基本信息

批准号：
22K20764
负责人：
笠原良太
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Juntendo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

パーキンソン病(PD)においてα-Synucleinの凝集化が生じる原因は未だ不明だが、PLA2G6やVPS13Cをはじめとした複数の脂質代謝関連遺伝子の変異がPDの原因・発症リスクになる。この遺伝学的エビデンスから、脂質恒常性の破綻がα-Synuclein凝集化の原因のひとつであると考えられた。本研究ではこの仮説を踏まえ、α-Synuclein凝集化と関連する脂質分子種および責任代謝酵素の同定を目的とした。ヒトPD原因遺伝子であるPLA2G6およびVPS13CのPDモデルハエを用いたトランスオミクスデータから脂質分子種としてトリアシルグリセロールやセラミドを、関連する代謝酵素として12遺伝子を候補として同定した。これら遺伝子群を神経特異的に過剰発現・発現抑制し、かつα-Synucleinを過剰発現するハエを作製してα-Synuclein凝集化との関係を調査した。まず、網膜神経の活動電位(ERG)測定を行いα-Synucleinとの相乗的毒性効果の有無を調査した。その結果、7遺伝子がERGの異常と関連していた。続いて、ERG異常を示した個体で網膜神経にα-Synuclein凝集が生じているかを免疫染色によって評価したところ、トリアシルグリセロール分解酵素であるbmm、および脂肪酸不飽和化酵素であるDesat1の過剰発現個体で顕著に凝集化促進が見られた。また、bmm過剰発現ハエの脳における脂質変動を解析したところ、PDモデルハエで見られたような短鎖脂肪酸や短いアシル基をもったリン脂質の増加が認められた。以上から、トリアシルグリセロールおよびbmmをα-Synuclein凝集化に関連する脂質分子、脂質代謝酵素の有力な候補とした。

帕金森病 (PD) 中 α-突触核蛋白聚集的原因尚不清楚，但与脂质代谢相关的多个基因（包括 PLA2G6 和 VPS13C）的突变是发生 PD 的原因和风险。基于这一遗传证据，脂质稳态的破坏被认为是 α-突触核蛋白聚集的原因之一。基于这一假设，本研究旨在鉴定与 α-突触核蛋白聚集相关的脂质分子种类和负责的代谢酶。我们使用 PD 模型果蝇的人类 PD 致病基因 PLA2G6 和 VPS13C 的转组学数据，将三酰甘油和神经酰胺鉴定为脂质分子种类，并将 12 个基因鉴定为相关代谢酶。我们创建了以神经元特异性方式过度表达或抑制这些基因表达并过度表达 α-突触核蛋白的果蝇，并研究了 α-突触核蛋白聚集之间的关系。首先，测量视网膜神经的动作电位（ERG）以研究α-突触核蛋白是否存在协同毒性作用。结果，七个基因与 ERG 异常相关。接下来，我们通过免疫染色评估了ERG异常个体的视网膜神经中是否发生α-突触核蛋白聚集，发现在个体中观察到三酰甘油降解酶BMM和脂肪酸去饱和酶Desat1的过度表达显着促进聚集。此外，当我们分析过度表达 bmm 的果蝇大脑中的脂质变化时，我们发现短链脂肪酸和具有短酰基的磷脂增加，类似于在 PD 模型果蝇中观察到的情况。基于上述，三酰甘油和BMM被认为是参与α-突触核蛋白聚集的脂质分子和脂质代谢酶的潜在候选者。