筋萎縮性側索硬化症の最早期病変を求めて：運動ニューロンにおける蛋白合成系の異常と治療法開発の試み

文献情報

• 文献番号: 200632014A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 筋萎縮性側索硬化症の最早期病変を求めて：運動ニューロンにおける蛋白合成系の異常と治療法開発の試み
• 課題番号: H16-こころ-一般-017
• 研究年度: 平成18(2006)年度
• 研究代表者(所属機関): 小柳 清光(財団法人東京都医学研究機構・東京都神経科学総合研究所)

研究分担者(所属機関)

• 水谷俊雄(東京都立神経病院)
• 渡部和彦(財団法人東京都医学研究機構東京都神経科学総合研究所)
• 山崎峰雄(日本医科大学)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 こころの健康科学研究
• 研究開始年度: 平成16(2004)年度
• 研究終了予定年度: 平成18(2006)年度
• 研究費: 12,690,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

ALS脊髄・脳幹運動ニューロンの蛋白合成系に焦点を合わせ、新たな視点から弧発性および家族性ALSの病態究明と治療法の開発を目指す

研究方法

1.ALS運動ニューロン蛋白合成系の解析。
2.リソースとALS-認知症責任病巣の追求。
3.顔面神経引き抜き損傷モデルを用いた新規治療法の開発。
4. ALS脊髄で増殖する細胞種の同定と修復機構への関与。

結果と考察

1.細胞内蛋白合成系の最上流に位置するリボゾーム(r)RNA遺伝子転写の活性化因子ヌクレオリンのALS脊髄運動ニューロンにおける有意な減少を見出した。
2.孤発性ALSでは運動ニューロン生存蛋白 (SMN) proteinが減少していた。
3.家族性ALSの一型とされるALS2の原因遺伝子に由来するALS2/ALSIN蛋白は小脳顆粒細胞軸索の維持に関連している。
4.11例のリソースを受けた。孤発型ALS60剖検例の認知症症例の多くが三山型であった。
5.成体ラット顔面神経引き抜き損傷の運動ニューロン死後内在性神経前駆細胞の出現増殖を見出しFGF2組換えアデノウイルス投与でその増殖を誘導した。成体ラット腹側脳幹組織から神経前駆細胞を継代培養した。神経引き抜き損傷に組換えヘルペスウイルスベクター、組換えレンチウイルスベクターを投与した。顔面神経切断後運動ニューロン死にラジカルスカベンジャーMCI-186の経口投与が有効であった。引き抜き損傷部位に株化シュワン細胞を移植し、保護効果を検討した。移植用ラット神経前駆細胞を樹立した。
6. ALS脊髄でミクログリアは分裂し活性化ミクログリアとなる。

結論

1.ヌクレオリンがALSの脊髄運動ニューロンで有意に減少していた。
2.運動ニューロン生存蛋白（SMN） proteinが孤発性ALSの脊髄で有意に減少。
3.ALS2/ALSIN蛋白が小脳顆粒細胞軸索の維持に関連している。
4.顔面神経引き抜き損傷後運動ニューロン死で内在性神経前駆細胞が出現増殖し、FGF2組換えアデノウイルス投与でその増殖を誘導した。顔面神経切断後の運動ニューロン死に対しMCI-186の経口投与が有効。引き抜き損傷部位への株化シュワン細胞の移植保護効果を検討し移植用ラット神経前駆細胞を樹立した。
5. ALS脊髄でミクログリアは分裂し活性化ミクログリアに変化する。

公開日・更新日

• 公開日: 2007-04-25
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 200632014B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 筋萎縮性側索硬化症の最早期病変を求めて：運動ニューロンにおける蛋白合成系の異常と治療法開発の試み
• 課題番号: H16-こころ-一般-017
• 研究年度: 平成18(2006)年度
• 研究代表者(所属機関): 小柳 清光(財団法人東京都医学研究機構・東京都神経科学総合研究所)

研究分担者(所属機関)

• 水谷俊雄(東京都立神経病院検査科)
• 渡部和彦(財団法人東京都医学研究機構・東京都神経科学総合研究所 )
• 三澤日出巳(財団法人東京都医学研究機構・東京都神経科学総合研究所 )
• 山崎峰雄(日本医科大学)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 こころの健康科学研究
• 研究開始年度: 平成16(2004)年度
• 研究終了予定年度: 平成18(2006)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

筋萎縮性側索硬化症(ALS)の脊髄・脳幹運動ニューロンの蛋白合成系に焦点を合わせ、新たな視点から弧発性および家族性ALSの病態究明と治療法開発を目指す。

研究方法

1.ALS運動ニューロン蛋白合成系の解析。
2.リソースとALSの認知症責任病巣の追求。
3.顔面神経引き抜き損傷モデルを用いた新規治療法の開発。
4. ALS脊髄で増殖する細胞種の同定と修復機構への関与の検討。

結果と考察

1.細胞内蛋白合成系最上流のリボゾーム(r)RNA遺伝子転写活性の減少をALS脊髄運動ニューロンで見出し、「引き抜き損傷モデル」で活性減少が細胞障害の極早期に生じることを確認した。これと関連し、転写活性化因子ヌクレオリンの有意な減少を見出した。
2.孤発性ALSで運動ニューロン生存蛋白 (SMN) proteinが有意に減少。
3.家族性ALSの一型ALS2の原因遺伝子に由来するALS2/ALSIN蛋白は小脳顆粒細胞の軸索維持に関与している。
4. ALS新規剖検12例、過去の剖検70例のリソースを受けた。ALSの認知症状は前頭側頭葉の神経細胞脱落と関連。
5.成体ラット顔面神経引き抜き損傷で、SOD1遺伝子変異ラットで運動ニューロン死がより著明だった。運動ニューロン脱落後、内在性神経前駆細胞が増殖しFGF2組換えアデノウイルス投与でそれを誘導した。この領域から神経前駆細胞を継代培養した。引き抜き損傷に肝細胞増殖因子(HGF)組換えウィルスとラジカルスカベンジャーMCI-186の経口投与が保護効果を示した。引き抜き損傷部位に株化シュワン細胞を移植し保護効果を検討した。移植用ラット神経前駆細胞を樹立した。
6. ALS脊髄でミクログリアの分裂を見い出し病巣形成/修復への関与と内在性細胞による治療法開発の可能性を指摘した。

結論

1. ALS脊髄運動ニューロンでrRNA遺伝子転写活性と活性化因子ヌクレオリンが有意に減少し、SMN proteinも減少。
2.ALS2/ALSIN蛋白は小脳顆粒細胞の軸索維持に関与。
3.顔面神経引き抜き損傷の運動ニューロン死で内在性神経前駆細胞が増殖し、FGF2組換えアデノウイルス投与でそれを誘導した。運動ニューロン死にHGF組換えウィルス、MCI-186経口投与が有効。引き抜き損傷部位への株化シュワン細胞の移植効果を検討し移植用ラット神経前駆細胞を樹立。
4. ALS脊髄でミクログリアが分裂し病巣形成/修復へ関与。

公開日・更新日

• 公開日: 2007-05-30
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 200632014C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 筋萎縮性側索硬化症(ALS)脊髄運動ニューロンで蛋白合成系異常を見出した。すなわちリボゾーム(r)RNA遺伝子転写活性減少と、運動ニューロン生存蛋白 SMN protein減少を確認した。ALSモデルである顔面神経引き抜き損傷で内在性神経前駆細胞が増殖し、それをFGF2組換えアデノウイルス投与で誘導した。損傷による運動ニューロン死にHGF組換えウィルス、MCI-186経口投与が有効であり、移植治療用ラット神経前駆細胞株を樹立した。ALS脊髄でのミクログリア分裂と病巣形成/修復への関与を見出した。
• 臨床的観点からの成果: 傷害を受けた運動ニューロンに対し肝細胞増殖因子HGF組換えウィルス投与、ラジカルスカベンジャーMCI-186経口投与が有効であることを見出した。これらはALS患者の新規治療法となりうるものである。また本研究においてALS脊髄における内在性の細胞分裂（神経前駆細胞、ミクログリア）を確認した。これら増殖細胞による病巣修復は将来の治療法として期待される。
• ガイドライン等の開発: ALSモデルである顔面神経引き抜き損傷ラットを用い、運動ニューロン傷害に対する効果を判定するシステムを開発運用してきた。これにより傷害運動ニューロンに対する様々な薬剤、遺伝子の効果を明瞭に判定可能で、より有効な薬剤の開発に直結している。またALS脊髄で内在性細胞の分裂を確認したことは、将来の治療法開発の基本的コンセプトとなりうるものである。
• その他行政的観点からの成果: ALSの原因解明に一歩近づいた：傷害運動ニューロンではrRNA遺伝子転写活性の減少と、運動ニューロン生存蛋白 SMN proteinの減少がみられる。これらが「ALSの真の原因」に近づく糸口となりうる可能性がある。; ALSの新規治療法を開発した：肝細胞増殖因子HGF組換えウィルス投与、ラジカルスカベンジャーMCI-186経口投与が傷害運動ニューロンに有効であることを見出した。
• その他のインパクト: 第45回日本神経病理学会（2004年）運動ニューロン疾患ワークショップ（群馬県前橋市）、第6回Ajou Brain Conference（韓国）にて上記の内容を紹介した。

発表件数

• 原著論文（和文）: 1件
• 原著論文（英文等）: 47件
• その他論文(和文): 5件
• その他論文(英文等): 2件
• 学会発表(国内学会): 115件
• 学会発表(国際学会等): 23件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計1件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 2件

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Oyanagi K, Yamazaki M, Kawakami E, et al.; On the origin of the degenerated fibers in the white matter of the spinal cord in amyotrophic lateral sclerosis; Amyotrophic lateral sclerosis: New Research , 179-196 (2006)
• 原著論文2: Shintaku M, Oyanagi K, Kaneda D.; Amyotrophic lateral sclerosis-dementia with severe degeneration of the substantia nigra and clinical parkinsonism: report of an autopsy case; Neuropathology (In press) (2007)
• 原著論文3: Hashimoto T, Matsubara S, Mochizuki Y, et al.; Forme fruste or incipient form of widespread-type ALS, or MND with PNLA? An autopsy case report; Neuropathology (In press) (2007)
• 原著論文4: Ito U, Nagasao J, Kawakami E, et al.; Fate of desseminated dead neurons in the cortical ischemic penumbra: ultrastructure indicating novel scavenger mechanisms by microglia and astrocytes; Stroke (In press) (2007)
• 原著論文5: Ito U, Kuroiwa T, Nagasao J, et al.; Temporal profiles of axon terminals, synapses and spines in the ischemic penumbra of the cerebral cortex. Ultrastructure of neuronal remodeling; Stroke , 37 , 2134-2139 (2006)
• 原著論文6: Hayashi Y, Kawazoe Y, Sakamoto T, et al.; Adenoviral gene transfer of hepatocyte growth factor prevents death of injured adult motoneurons after peripheral nerve avulsion; Brain Research , 1111 , 187-195 (2006)
• 原著論文7: Oyanagi K; The nature of the parkinsonism-dementia complex and amyotrophic lateral sclerosis of Guam and magnesium deficiency; Parkinsonism and Related Disorders , 11 , 17-23 (2005)
• 原著論文8: Yamazaki M, Hasegawa M, Mori O, et al.; Tau-positive fine granules in the cerebral white matter: a novel finding among the tauopathies exclusive to parkinsonism-dementia complex of Guam; J Neuropathology and Experimental Neurology , 64 , 839-846 (2005)
• 原著論文9: Kadoya T, Oyanagi K, Kawakami E, et al.; Oxidixed galectin-1 advances the functional recovery after peripheral nerve injury; Neuroscience Letters , 380 , 284-288 (2005)
• 原著論文10: Anamizu Y, Kawaguchi H, Seichi A, et al.; Klotho insufficiency causes decrease of ribosomal RNA gene transcription activity, cytoplasmic RNA and rough ER in the spinal anterior horn cells; Acta Neuropathologica , 109 , 457-466 (2005)
• 原著論文11: Ikeda K, Aoki M, Kawazoe Y, et al.; Motoneuron degeneration after facial nerve avulsion is exacerbated in presymptomatic transgenic rats expressing human mutant Cu/Zn superoxide dismutase; J Neuroscience Research , 82 , 63-70 (2005)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-05-29
• 更新日: -