京都大学0048新制・課程博士博士(医学)甲第21015号医博第4361号新制||医||1028(附属図書館)京都大学大学院医学研究科医学専攻(主査)教授 高橋 淳, 教授 渡邉 大, 教授 宮本 享学位規則第4条第1項該当Doctor of Medical ScienceKyoto UniversityDFA

Kaji, Seiji

Kyoto University Research Information Repository

TitlePathological Endogenous α-Synuclein Accumulation inOligodendrocyte Precursor Cells Potentially Induces Inclusionsin Multiple System Atrophy( Abstract_要旨 )Author(s)Kaji, SeijiCitationKyoto University (京都大学)Issue Date2018-03-26URL https://doi.org/10.14989/doctor.k21015Rightjournal側より掲示される論文にStem Cell Reportsの出典に関するfull referenceが含まれていることが求められています。Seiji Kaji, Takakuni Maki, Hisanori Kinoshita, NorihitoUemura, Takashi Ayaki, Yasuhiro Kawamoto, TakahiroFuruta, Makoto Urushitani, Masato Hasegawa, YusukeKinoshita, Yuichi Ono, Xiaobo Mao, Tran H. Quach, KazuhiroIwai, Valina L. Dawson, Ted M. Dawson, Ryosuke Takahashi."Pathological Endogenous α-Synuclein Accumulation inOligodendrocyte Precursor Cells Potentially Induces Inclusionsin Multiple System Atrophy" Stem Cell Reports, Volume 10,Issue 2, 2018, 356-365,https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2017.12.001.(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213671117305301)Type Thesis or DissertationTextversionETDKyoto University京都大学 博士（医学） 氏 名 梶 誠兒 論文題目 Pathological Endogenous α-Synuclein Accumulation in Oligodendrocyte Precursor Cells Potentially Induces Inclusions in Multiple System Atrophy（オリゴデンドロサイト前駆細胞内の内因性α-シヌクレインの異常蓄積が多系統萎縮症における封入体形成をもたらす可能性がある) （論文内容の要旨） 多系統萎縮症(multiple system atrophy, MSA)は進行性にパーキンソニズム、小脳失調、及び自律神経障害をきたす神経変性疾患である。発症後の予後は 6〜10年で、現在まで予後改善効果を示す薬剤が存在しない神経難病である。 MSA患者脳においては、オリゴデンドロサイト(oligodendrocyte, OLG)内にαシヌクレイン(α-syn)の異常蓄積が生じ、Glial Cytoplasmic Inclusion(GCI)と呼ばれる。α-syn は神経細胞に豊富に発現する一方で、正常な OLG におけるα-syn の発現の有無は明らかではなく、MSA患者脳にて OLG内に蓄積するα-syn の起源は不明である。 GCI は神経細胞変性に先立って出現し、MSA 発症に深く関わると考えられる。OLG はミエリン鞘を形成し、有髄神経の跳躍伝導を促進するだけでなく、神経栄養因子を産生・分泌することで神経保護に寄与している。OLGの損傷時には、近傍のオリゴデンドロサイト前駆細胞(oligodendrocyte precursor cell, OPC)が OLG に分化することでその機能が代償される。OPC は成人脳全体に 5〜8%の割合で分布・存在する。本研究は OPC と OLG の初代培養細胞を用いた実験により GCI形成に関わるα-synの起源を理解し、MSAの発症機序を解明することを目的としている。 第一に神経細胞においては高分子体であるα-syn pre-formed fibril (PFF)を添加することで封入体形成が生じるという既報告をもとに、本研究ではラットから作成した OPCと OLG にヒト遺伝子組み換えα-syn PFF を投与した。その結果、α-syn 陽性細胞内封入体は OPCにおいて観察されたが、OLGには観察されなかった。興味深いことに OPCにおける封入体は 1)内因性（ラット細胞由来）α-syn を含み高分子化していること、2)PPF を投与しない条件と比較して著明な内因性α-synの上昇がみられることが判明した。 続いて内因性α-syn発現亢進の機序を考察するため、α-syn遺伝子である Sncaの mRNA量を比較したが、α-syn PFF投与による mRNAレベルの変化はみられなかった。一方で、p62蛋白の発現上昇がみられ、オートファジー・リソソーム分解系の異常が内因性α-syn上昇に寄与していることが示唆された。また、α-syn PFF を投与した OPC の RNA-seq 解析の結果、神経細胞やオリゴデンドロサイトの機能維持に関わる様々な遺伝子発現に変化がみとめられた。 最後に、封入体形成した OPC に分化誘導因子を添加し培養するとα-syn 陽性封入体を有する OLGへの分化がみられた。これらの細胞ではミエリン形成に関わる蛋白の発現が低下していた。さらに、α-syn 陽性封入体を保有する OLG 細胞由来の調整培養液をラット神経細胞に添加し、神経細胞の生存・機能を WST アッセイ、NeuN・MAP2 を用いた細胞免疫染色により検討した。その結果、α-syn PFF 投与後に分化誘導を行った OLG では、正常な OLGと比較して神経細胞に対する保護効果が減弱することが示唆された。 以上の実験結果は、1) GCI 形成においてα-syn の起源がオリゴデンドロサイト系細胞に由来している可能性を示唆し、2)OLG内のα-syn 陽性封入体形成が神経変性の原因となりうることを明らかにした点で新規性が高く、MSA の病態解明・治療法開発の上で重要な知見であるといえる。 （論文審査の結果の要旨） 本研究は多系統萎縮症（MSA）患者脳の細胞病態であるオリゴデンドロサイト系細胞内のα-シヌクレイン（α-syn）陽性封入体に関して、初代培養細胞レベルでの細胞病態の再現と異常蛋白蓄積の機序解明を試みたものである。 申請者らはラット脳からオリゴデンドロサイト前駆細胞（oligodendrocyte precursor cell, OPC）及びオリゴデンドロサイト(oligodendrocyte, OLG)の初代培養細胞を作成し、病原性を有すると考えられるα-syn pre-formed fibril（PFF）の投与実験を行った。その結果、α-synの細胞内蓄積がOPC では観察される一方でOLG においては認められなかった。そしてα-syn の細胞内蓄積には OPC に内在する α-syn が寄与すること、オートファジーによる分解不全が関与することが示唆された。さらに α-syn 陽性封入体を有するOPC の分化誘導を通じて、MSA 患者脳で観察されるような OLG 内 α-syn 陽性封入体を再現した。このプロセスにより作成された病的なOLGは健常なOLGと比較して髄鞘形成に関わる蛋白質発現が低下し、細胞上清を介した神経細胞保護効果が減弱することも示された。 以上の研究はMSA 脳のOLG 系細胞内での封入体形成メカニズム、及びその結果としてもたらされる神経変性の機序解明に貢献し、今後の治療法開発に寄与するところが多い。   したがって、本論文は博士（医学）の学位論文として価値あるものと認める。   なお、本学位授与申請者は、平成３０年３月５日実施の論文内容とそれに関連した試問を受け、合格と認められたものである。 要旨公開可能日：      年   月   日 以降 

オリゴデンドロサイト前駆細胞内の内因性α-シヌクレインの異常蓄積が多系統萎縮症における封入体形成をもたらす可能性がある

https://repository.kulib.kyoto-u.ac.jp/dspace/bitstream/2433/232133/1/yigak04361.pdf

オリゴデンドロサイト前駆細胞内の内因性α-シヌクレインの異常蓄積が多系統萎縮症における封入体形成をもたらす可能性がある

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Kyoto University Research Information Repository