Analysis of pathological dynamics of membrane-less organelles in SALS

SALS无膜细胞器病理动力学分析

基本信息

批准号：
22K07372
负责人：
多田美紀子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Yokohama City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K07372/
关键词：
ALS FTLD 非膜オルガネラ RNA結合タンパク質

项目摘要

筋萎縮性側索硬化症（ALS）は上位・下位運動ニューロンを選択的に障害する進行性神経変性疾患である。未だ疾患メカニズムは明確ではないが、これまで家族性ALSの病因遺伝子として、多数のRNA結合タンパク質（RBP)が報告され、RNA代謝異常がALSの病態形成に重要であることが示唆されてきた。これらのRBPはプリオン様ドメインを持ち、一定の条件で液-液相分離を示す傾向がある。一方、正常の核内・細胞質には液-液相分離を介し、複数の膜のないオルガネラが形成され、RNA代謝において重要な役割を担っているため、これら非膜オルガネラの異常がALS病態にかかわっている可能性が高い。本研究は多数例のALS剖検組織を用いて核内・細胞質の非膜オルガネラの形態異常について病理学的検討を行い、さらに非膜オルガネラの異常について分子細胞生物学的側面、遺伝学的側面からの検証を加えることで、ALSにおける新たな病態進展パスウェイを明らかにすることを目指すものである。本研究ではすでに集積している多数例（30例）のSALS連続剖検例（TDP-43陽性例およびFUS陽性例）において、非膜オルガネラ構造物の局在変化、非膜オルガネラ相互の関連性、凝集体への取り込みといった形態的な特徴を明らかにする。また、各種RBPの非膜オルガネラ構造物への局在を検証する。次に培養細胞（Neuro2a細胞、NSC34細胞）において、ALS病因タンパク質（野生型・変異型TDP-43あるいはFUS/TLSなど）が非膜オルガネラの減少や増加、局在変化に与える動的な影響をSTED顕微鏡で観察・定量し、SALSヒト組織で見られる非膜オルガネラの病的変化が再現可能かを検証する。さらに、ALS/FTLDと疾患コントロールのヒト検体凍結組織を用いて各種核内オルガネラの定量解析を行う。

肌萎缩侧索硬化症（ALS）是一种进行性神经退行性疾病，选择性损害上运动神经元和下运动神经元。尽管疾病机制尚不清楚，但大量的RNA结合蛋白（RBP）已被报道为家族性ALS的致病基因，并且有人认为RNA代谢异常在ALS的发病机制中很重要。这些 RBP 具有类似朊病毒的结构域，并且在某些条件下往往会表现出液-液相分离。另一方面，正常细胞核和细胞质中通过液-液相分离形成多个无膜细胞器，并在RNA代谢中发挥重要作用，因此这些无膜细胞器的异常很可能导致ALS病理。他们参与其中。本研究利用多例ALS尸检组织对细胞核和细胞质中非膜细胞器的形态异常进行病理学检查，并进一步从分子细胞生物学和遗传学方面对非膜细胞器的异常情况进行验证。为此，我们的目标是发现 ALS 新的病理进展途径。在这项研究中，我们研究了非膜细胞器结构的局部变化、非膜细胞器之间的关系，并阐明了形态特征，例如掺入聚集体。我们还将验证各种 RBP 在非膜细胞器结构中的定位。接下来，在培养细胞（Neuro2a细胞、NSC34细胞）中，我们研究了ALS致病蛋白（野生型/突变型TDP-43或FUS/TLS等）对非细胞因子减少、增加和定位变化的动态影响。 -膜细胞器。这将使用 STED 显微镜进行观察和量化，以验证 SALS 人体组织中看到的非膜细胞器的病理变化是否可以重现。此外，我们将使用来自 ALS/FTLD 和疾病对照的冷冻人体标本组织对各种核细胞器进行定量分析。