Elucidating pathogenesis of degenerative myelopathy caused by species-specific aggregation of canine SOD1

阐明犬 SOD1 物种特异性聚集引起的退行性脊髓病的发病机制

• 批准号: 22KJ1574
• 负责人: 橋本 慶
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1574/
• 关键词: 変性性脊髄症; 筋萎縮性側索硬化症; SOD1; タンパク質凝集; モデルマウス

イヌの変性性脊髄症 (DM)の病因タンパク質であるSuperoxide dismutase-1 (SOD1)の疾患変異体E40Kは、DM罹患犬の脊髄運動神経細胞内に凝集体を形成する。この凝集体が神経細胞へ毒性を発揮すると考えられ、凝集抑制はDMの治療標的の1つとされる。SOD1はヒトの筋萎縮性側索硬化症 (ALS)の病因タンパク質の1つでもあるが、興味深いことにE40K変異はヒトSOD1には凝集を誘導しないことが報告され、追試により確認した。申請者は、このE40K変異による凝集性の種差がイヌおよびヒトSOD1の117番目のアミノ酸残基に依存していることを突き止めた。タンパク質結晶構造解析などのさらなる詳細な検討により、イヌSOD1におけるこの凝集はタンパク質内部の疎水性コアの脆弱性に起因することを明らかにした。以上の研究成果を原著論文にまとめ、投稿中である。次に、E40K変異体の凝集機序に対応した治療候補薬の効果を検証するためにDMモデルマウスの作製に着手した。ヒトSOD1プロモーターおよびヒトSOD1ゲノムを搭載した既存の発現コンストラクトを利用し、イヌSOD1のエクソンおよびヒトSOD1のイントロンを組み合わせたキメラコンストラクトを作製して培養細胞に導入したところ、イヌSOD1の発現を確認した。

超氧化物歧化酶1（SOD1）的疾病突变体E40K是一种致病性骨髓病（DM）的致病蛋白（DM），形成了患有DM的狗的脊柱运动神经元中的聚集体。该骨料被认为对神经元施加毒性，抑制聚集被认为是DM的治疗靶标之一。 SOD1也是人类肌萎缩性侧索硬化症（ALS）的致病蛋白之一，但是有趣的是，E40K突变不会诱导人类SOD1的聚集，并通过重新审查证实。申请人发现，由E40K突变引起的凝集物种差异取决于狗和人类SOD1中117位的氨基酸残基。诸如蛋白质晶体结构分析之类的进一步详细研究表明，犬SOD1中的这种聚集是由于蛋白质内疏水核的脆弱性。上述研究结果目前正在原始论文中汇编并提交。接下来，我们开始创建一个DM模型小鼠，以验证与E40K突变体聚集机理相对应的治疗候选药物的有效性。使用携带人类SOD1启动子和人类SOD1基因组的现有表达构建体，生产并引入了犬SOD1外显子和人类SOD1的内含子的嵌合构建体，并引入了犬类SOD1的表达。

项目成果

疎水領域の脆弱性により引き起こされるイヌ変性性脊髄症関連 E40K変異 SOD1の種特異的凝集

由疏水区弱点引起的犬退行性脊髓病相关 E40K 突变体 SOD1 的物种特异性聚集

• 发表时间: 2022
• 作者: 橋本 慶;渡邊征爾;小峯 起;祖父江 顕;神志那弘明;古川良明;山中宏二
• 通讯作者: 山中宏二

変性性脊髄症関連変異E40KによるイヌSOD1種特異的凝集は疎水性コアの内在的脆弱性に起因する

退行性脊髓病相关突变 E40K 导致犬 SOD1 的物种特异性聚集是由于疏水核心的内在弱点

• 发表时间: 2022
• 作者: 橋本 慶;渡邊征爾;神志那弘明;阿久津誠人;古川良明;山中宏二
• 通讯作者: 山中宏二

イヌ変性性脊髄症病因タンパク質SOD1E40Kの凝集性軽減変異体M117Lにおける生化学的解析と分子機序

犬退行性脊髓病致病蛋白SOD1E40K聚集减少突变体M117L的生化分析及分子机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 橋本 慶;渡邊征爾;小峯 起;祖父江 顕;神志那弘明;古川良明;山中宏二
• 通讯作者: 山中宏二