常染色体劣性若年性パーキンソン病モデルマウスの作製

常染色体隐性遗传幼年帕金森病模型小鼠的产生

• 批准号: 18700351
• 负责人: 王 華芹
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18700351/
• 关键词: AR-JP; パーキン; パエル受容体; 小胞体ストレス; 酸化的ストレス

常染色体劣性若年性パーキンソン病(AR-JP)の原因遺伝子産物Parkinは、細胞内タンパク質の分解にかかわるユビキチン・プロテアソーム経路のユビキチンリガーゼ(E3)の活性を持ち、AR-JPに見られる変異体ではユビキチンリガーゼ活性が欠失または低下している。このことは、Parkinによって本来分解されるべき基質の神経細胞への蓄積がAR-JPの原因であることを強く示唆している。我々がParkinの基質として同定した膜タンパク質Pael-Rは神経系培養細胞内で過剰発現させると、高度なユビキチン化とともに細胞死が観察される。この原因はPael-Rが折り畳み効率の低いタンパク質であり、折り畳みに失敗したミスフォールド化Pael-Rは小胞体関連分解(ERAD)で分解されるものの、発現量がERADの処理能力を超えると、小胞体及び細胞質に蓄積し小胞体ストレスを引き起こしてアポトーシスを生じさせるからであると考えられる。パーキンソン病モデルマウスを作出する目的で、Pael-Rトランスジェニックマウス(Pael-R-Tg)を作製した。Pael-R Tgでは軽度ながら、12ヶ月から選択的に黒質ドーパミンニューロンの脱落が認め、2年齢のマウスでは約23%の減少が観察された。更にparkinノックアウトマウス(parkin-KO)にPael-R過剰発現マウスを掛け合わせたparkin-KO/Pael-R-Tgマウスでは6ヶ月からドーパミン神経細胞の減少が認められ、加齢に伴って細胞死の進行が観察された。ドーパミン細胞死は老齢(2年齢)のマウスで約40%に達した。このモデルは慢性的なドーパミンニューロン選択的変性を示す最初の家族性PDモデルマウスとなり、PD病態の解明に貢献しうるものと考える。このモデルマウスを用いて、ドーパミン神経変性のメカニズムを探るところで、このモデルマウスには持続的な小胞体ストレスのマーカー(Bip,CHOPなど)上昇及びカルボニル化タンパク質など酸化的ストレス指標の増加が見られた。以上の結果から、Pael-R Tgマウスにおけるドーパミン神経変性は、小胞体ストレス、酸化的ストレスが相乗的に作用して引き起こされるのではないかと示唆された。

帕金（Parkin）是常染色体隐性幼年帕金森氏病（AR-JP）的致病基因产物，它具有泛素蛋白连接酶（E3）在泛素蛋白 - 蛋白酶体途径中涉及的泛素蛋白质途径，参与细胞内蛋白质的降解，而在AR-JP中发现的突变剂和JJP中发现的突变剂均具有删除或减少尿素的尿素。这强烈表明，应由Parkin降解的神经元中底物的积累负责AR-JP。当膜蛋白Pael-R（我们确定为帕金的底物）在培养的神经系统中过表达时，观察到细胞死亡以及高水平的泛素化。这被认为是因为PAEL-R是一种具有低折叠效率的蛋白质，尽管错误折叠的PAEL-R未能折叠的折叠折叠会被内质网相关降解（ERAD）降解，但当表达水平超过ERAD处理能力时，但它会在腹膜肿瘤的腹膜内积累，腹膜内腹膜内的腹膜囊肿，它会累积。为了产生帕金森氏病模型小鼠，准备了Pael-R-R转基因小鼠（Pael-R-TG）。尽管温和，但Pael-R TG从12个月开始显示出质体尼格拉多巴胺神经元的选择性丧失，两个年龄的小鼠降低了约23％。此外，在Parkin-KO/Pael-R-TG小鼠中，它们与Parkin敲除小鼠（Parkin-KO）和Pael-R过表达的小鼠插入，从6个月开始观察到多巴胺神经元的降低，并观察到细胞死亡的进展。在年龄较大（2岁）的小鼠中，多巴胺细胞死亡达到约40％。该模型是显示慢性多巴胺神经元选择性变性的第一个家族性PD小鼠，被认为是阐明PD病理学的一个因素。使用该模型小鼠，我们研究了多巴胺神经变性的机制，该模型小鼠显示内质网应激的标记持续增加（例如BIP，CHOP）和氧化应激指示剂（如羰基化蛋白）的增加。上述结果表明，Pael-R TG小鼠中的多巴胺神经退行性变性可能是由内质网应激的协同作用和氧化应激引起的。