共同研究・競争的資金等の研究 - 小野寺 理
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研究課題/領域番号：25670417
2013年4月 - 2016年3月
制度名：科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
研究種目：挑戦的萌芽研究
提供機関：日本学術振興会
小野寺 理
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：3770000円 （ 直接経費：2900000円 、 間接経費：870000円 ）
孤発性ALSと同様のTDP-43病理を示す疾患であるC9FTD/ALSの遺伝子が同定された．見いだされた原因遺伝子は非翻訳領域のGGGGCC配列の増大であった．このような非翻訳領域のリピート病の病態機序は，スプライシングの乱れで説明されている．そこで，C9FTDALSに於けるTDP-43のスプライシングを検討した．リその結果、GGGGCC配列に結合する複数のRNA結合タンパクを同定した．しかし，それがTDP-43の自己調節には大きな影響を与えていないと結論した．TDP-43病理像との関係は，TDP-43を介さない他の系を介したものである可能性が考えられた．
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研究課題/領域番号：25253065
2013年4月 - 2016年3月
制度名：科学研究費助成事業 基盤研究(A)
研究種目：基盤研究(A)
提供機関：日本学術振興会
西澤 正豊, 小野寺 理, 石原 智彦, 柿田 明美, 佐藤 俊哉
担当区分：連携研究者 資金種別：競争的資金
配分額：45890000円 （ 直接経費：35300000円 、 間接経費：10590000円 ）
TDP-43はALSの病態の主体であるが，その機序の詳細は不明である．我々は， TDP-43の機能障害説にたち，その機能について解析し，ALSの脊髄運動神経細胞では，TDP-43の異常に伴い，核内小体が減少し，その機能障害によりU snRNAが減少することを示した．しかし，TDP-43が異常をきたす機序については解明できていない．本研究にてTDP-43の自己制御機構について検討し，TDP-43が自身のpolyadenylation signalを抑制し，その結果として，自己のスプライシングを誘導し，その量的制御を行っていること．患者運動神経細胞では，その制御が亢進していることを示した．
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脳小血管病の解明と治療方法の確立：CARASILの病態機序からのアプローチ
研究課題/領域番号：25293200
2013年4月 - 2016年3月
制度名：科学研究費助成事業 基盤研究(B)
研究種目：基盤研究(B)
提供機関：日本学術振興会
小野寺 理, 佐藤 俊哉, 豊島 靖子, 小山 哲秀
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：18720000円 （ 直接経費：14400000円 、 間接経費：4320000円 ）
近年，脳の小血管を主体とする疾患が脳小血管病として注目を集めている，本症は高齢者に高頻度で認められ，血管性認知症，さらに変性疾患にも寄与すると考えられてきている．私たちは，人で遺伝性に，脳の小血管を侵す疾病CARASILの病態機序を明らかにし本症ではHTRA1の酵素活性が低下し，TGF-βファミリーシグナルの亢進により引き起こされることを示してきた．本研究ではHTRA1の遺伝子欠損マウスの小血管にて壁細胞の変性と内膜の肥厚を示し，その生化学的特徴を明らかとした．
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研究課題/領域番号：25110714
2013年4月 - 2015年3月
制度名：科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
研究種目：新学術領域研究(研究領域提案型)
提供機関：日本学術振興会
小野寺 理
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：15600000円 （ 直接経費：12000000円 、 間接経費：3600000円 ）
ALSのサーキットパソロジーには次の2点1) TDP-43病理像の錐体路への選択性，2)細胞死の運動神経への選択性の解明が必要であり，各々について研究を進めた．本年度は，引き続きTDP-43病理像の錐体路への選択性についてて検討した．TDP-43遺伝子変異，及び C9ORF72変異によるALS／FTLDの発見は，組織への選択性を規定する因子が，遺伝子ではなく，侵される細胞側の特性にあることを示す．その細胞側の特性として，我々は細胞でのTDP-43 mRNA の制御機構の相違を考え，これを検討した．これに示唆を与える事実として，まずTDP-43は自己量の制御機構をもち，最終エクソンがその制御の主体を担っている．同部は複数のスプライシング部位とpolyA結合部位をもつ．TDP-43 mRNA は核内に多量に存在する．また制御機構の乱れを示唆する所見として，疾患関連変異が最終エクソンに集中する．TDP-43変異を持つ患者由来人工多能性幹細胞由来の運動神経細胞ではTDP-43の増加が示唆されていることがあげられる．そこでTDP-43自身のｍRNAの脊髄運動神経細胞での検討を行った．神経細胞でのTDP-43 mRNAの細胞内での核，細胞質における存在比率と，を検討した．in situ hybridization 法を用い高感度に，かつ定量的にTDP-43 mRNAを測定できる系を開発し，本方法による検討を行った．その結果ALS脊髄運動神経細胞においてTDP-43 mRNAの細胞内局在の変化を同定した．本発見は細胞毎のTDP-43量調節について検討を加える基盤となる．
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遺伝性脳小血管病およびその類縁疾患の診断基準の確立と治療法の研究
2013年
制度名：難治性疾患等克服研究事業（難治性疾患克服研究事業）（継続）
提供機関：厚生労働科学研究費補助金
小野寺理
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遺伝性脳小血管病およびその類縁疾患の診断基準の確立と治療法の研究
2012年 - 2013年
制度名：難治性疾患等克服研究事業（新規）
提供機関：厚生労働科学研究費補助金
小野寺理
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筋萎縮性側索硬化症とＴＤＰ－４３：スプライシング異常の発見からその病態の解明へ
研究課題/領域番号：23240049
2011年4月 - 2014年3月
制度名：科学研究費助成事業 基盤研究(A)
研究種目：基盤研究(A)
提供機関：日本学術振興会
高橋 均, 豊島 靖子, 小野寺 理, 桑野 良三, 崎村 建司, 柿田 明美, 横山 峯介
担当区分：連携研究者 資金種別：競争的資金
配分額：45890000円 （ 直接経費：35300000円 、 間接経費：10590000円 ）
本研究は壮年期に発症する神経難病である筋萎縮性側索硬化症（ALS）の治療方法を開発するために、その病的機序の解明を目的とした。我々は病的タンパクであるTDP-43に注目した。遺伝子はスプライシングによって一つの遺伝子から様々な種類が作られるが、我々は、TDP-43のスプライシングによる多様体に注目し、それを解析し、病態との関係について検討した。また、このスプライシングを制御する機構について詳細に検討を加えた。その結果、TDP-43の遺伝子異常によってALSを引き起こすことがあるが、一部の遺伝子異常は、TDP-43の自己スプライシングを変化させる可能性が示唆された。
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細胞内膜構造に注目した運動神経病の画期的な治療法の開発
2011年 - 2012年
制度名：障害者対策総合研究事業（継続）
提供機関：厚生労働科学研究費補助金
小野寺理
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研究課題/領域番号：23659184
2011年 - 2012年
制度名：科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
研究種目：挑戦的萌芽研究
提供機関：日本学術振興会
高橋 均, 豊島 靖子, 小野寺 理
担当区分：連携研究者 資金種別：競争的資金
配分額：2860000円 （ 直接経費：2200000円 、 間接経費：660000円 ）
本研究では、神経変性疾患であるA-synucleinを病的蛋白とする多系統萎縮症(multiplesystematrophy:MSA)およびTDP-43を病的蛋白とする筋萎縮性側索硬化症(amyotrophiclateralsclerosis;ALS)について検討した。(1)MSA橋核神経細胞(5例)では、核内小体であるPML小体はr-synuclein陽性の核内封入体の存在により、類円形(対照5例)から混紡状や線状に変化し、それら封入体と共局在する所見をはじめとする多様な形態権を呈して認められた。また、統計学的には、MSA神経細胞の核の体積に占めるPMLbodyの総体積は正常群に比し有意に減少していた。(2)ALS脊髄前核細胞では、核内小体であるCajal小体数の平均値は対象5例:17.19+/-4.09、孤発性ALS5例:8.06+/-4.41であり、その数の有意な減少がみられた。PML小体およびCajal小体は神経細胞の生命維持に関与する核内分子とされており、これらの減少は、それぞれr-synuclein、TDP-43の異常に関連して神経細胞死に関与しているものと推測された。
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遺伝性脳小血管病の病態機序の解明と治療法の開発
2011年
制度名：難治性疾患克服研究事業（継続）
提供機関：厚生労働科学研究費補助金
小野寺理
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脳小血管障害の病態機序の解明：ＣＡＲＡＳＩＬの病態機序からのアプローチ
研究課題/領域番号：22390174
2010年 - 2013年
制度名：科学研究費補助金(基盤研究(B))
研究種目：基盤研究(B)
提供機関：文部科学省
小野寺 理, 豊島 靖子, 佐藤 俊哉, 野崎 洋明
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：18850000円 （ 直接経費：14500000円 、 間接経費：4350000円 ）
我々は、本研究において、遺伝性の脳血管障害の原因遺伝子として我々が単離したらHtrA1の欠損マウスを用い、本マウスにおいてサイトカインであるTGF-βシグナルの亢進の有無、微小循環系の形態変化、血液脳関門機能の変化、血液脳関門構成タンパク質に及ぼす影響を検討した。まず、その形態変化を免疫組織科学的に検討した。その結果、脳の小血管の平滑筋細胞層の変質を認め、結果として血管の収縮性の低下、内径の拡張を見いだした。本研究によりCARASILのモデルマウスの作成に成功し、また孤発性の脳小血管病に類似の病理像得た。本モデルマウスの病態解明は孤発性の脳小血管病、さらに血管性認知症の解明にも寄与する。
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細胞内膜構造に注目した運動神経病の画期的な治療法の開発
2010年 - 2012年
制度名：障害者対策総合研究事業（新規）
提供機関：厚生労働科学研究費補助金
小野寺理
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MRI大脳白質病変より神経症状を予測する数理統計学的方法論の確立
研究課題/領域番号：22591318
2010年 - 2012年
制度名：科学研究費助成事業 基盤研究(C)
研究種目：基盤研究(C)
提供機関：日本学術振興会
寺島 健史, 赤澤 宏平, 小野寺 理
担当区分：連携研究者 資金種別：競争的資金
配分額：2860000円 （ 直接経費：2200000円 、 間接経費：660000円 ）
本課題では,大脳白質病変のコンピュータ・プログラムによる特徴抽出と,新しいMRI撮像法による解析結果を統合評価し,数理統計学的手法を駆使して臨床症状を予測する新しい方法論を確立することを目的に研究をすすめ,1)大脳白質形成の数理学的モデルの構築,2)新しいMRI撮像技術を用いたグリオーシスの非侵襲的定量評価手法の開発,3)白質脳症の臨床症状とMRI解析結果の相関関係と治療効果についての検討,を研究成果としてまとめた。
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研究課題/領域番号：22249036
2010年 - 2012年
制度名：科学研究費補助金(基盤研究(A))
研究種目：基盤研究(A)
提供機関：文部科学省
西澤 正豊, 阿部 学, 桑野 良三, 佐藤 俊哉, 横関 明男, 小野寺 理, 柿田 明美, 阿部 学
担当区分：連携研究者 資金種別：競争的資金
配分額：48880000円 （ 直接経費：37600000円 、 間接経費：11280000円 ）
平成25年6月7日現在我々は,ALSの病態機序としてTDP-43の核から喪失により,核内小体構成蛋白であるSMNの減少が生じ,その結果として生じる核内小体の機能異常が運動神経細胞死に関与している,との仮説をたて,これを検証することを目標とした.そのため,TDP-43の喪失による、培養細胞系,及び患者組織における核内小体の形態について検討した.培養細胞系および患者剖検組織における生化学的解析として,特にTDP-43の減少が核内小体の数に与える影響を検討した.TDP-43を減少させる方法としてはRNAiの手法を用い,培養細胞系にて検討を行った.核内小体のマーカーとして,核内小体であるCajal小体のマーカーとしてcoilin,SMN小体のマーカーとしてSMN, Gem小体のマーカーとしてGeminを対象とし,免疫組織化学法にて解析を加え,これらの数が減少することを確認した.さらにTDP-43変異を有するFALS,さらにSALS患者の残存神経細胞において,同様に核内小体(Cajal小体,SMN小体,Gem小体)の検討を行い,Cajal小体SMN小体,Gem小体が減少していることを見いだした.またGem小体の減少はUsnRNAの減少をきたすことが知られているので,これを検討した.その結果ALS患者での罹患組織ではU12snRNAの減少を認めた.このことからU11/12の成熟障害を示した.
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ノックアウトマウスによるTDP43の生理的機能の解明と筋萎縮性側索硬化症への応用
研究課題/領域番号：22590925
2010年 - 2012年
制度名：科学研究費補助金(基盤研究(C))
研究種目：基盤研究(C)
提供機関：文部科学省
佐藤 俊哉, 小野寺 理, 廣川 祥子
担当区分：連携研究者 資金種別：競争的資金
配分額：3900000円 （ 直接経費：3000000円 、 間接経費：900000円 ）
TDP-43の生理的機能を解明し、筋萎縮性側索硬化症(ALS)モデルを確立するため、TDP-43コンディショナルノックアウト(cKO)マウスを作成した。ヘテロ欠損個体(Tardbp^+/-)では、TDP-43自身の厳密な発現制御機構により、多くの組織でmRNA発現レベルが回復し、明確な表現型は認められなかった。しかし未受精卵ではTDP-43mRNA発現レベルが半減し、初期胚発生にも遅延が認められたことから、ハプロ不全状態にあると考えられた。ホモ欠損個体(Tardbp^-/-)が着床早期に死亡するため、NSE39-Creマウスを用い、神経特異的KOマウス(Tardbp^flox/flox、 NSE-Cre^+)を作成した。神経特異的KOマウスは、メディアン生存期間20日という強い表現型とともに、腰部前角運動神経細胞のクロマトリシス、ミトコンドリア形態変化など、ALSの病理学的変化の特徴を認めた。
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研究課題/領域番号：22113506
2010年 - 2011年
制度名：科学研究費補助金(新学術領域研究(研究領域提案型))
研究種目：新学術領域研究(研究領域提案型)
提供機関：文部科学省
小野寺 理
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：5980000円 （ 直接経費：4600000円 、 間接経費：1380000円 ）
ALSの原因遺伝子としてfused in sarcoma/translated in liposarcoma(FUS/TLS)やTDP-43が見いだされた.これらの遺伝子の発見は,ALS研究において新たな病態機序を提唱するに至った.驚くことに,何れの遺伝子もRNA結合能を持ち,RNA代謝において機能すると考えられている.さらに何れの蛋白質も,天然変性蛋白領域を高頻度で含んでいること,さらにその変性領域に変異が集中している.特にTDP-43は現在まで30種類以上の変異が報告されているが,そのほとんどすべてがC末の本来的に不規則な領域に集中している.またC末は単独では凝集体を形成しやすい.このため,これらの蛋白質の天然変性領域の機能を明らかにすることが,本症の病態解明において重要である.しかし,この天然変性蛋白領域の機能については全く明らかとなっていない.我々はTDP-43には新しい多数のスプライシングバリアントが存在し,このスプライシングバリアントの多くが天然変性蛋白領域に関係していることを見いだした.この事実からTDP-43の天然変性蛋白領域はTDP-43の安定性に深く寄与しており,これを欠くTDP-43のスプライシングバリアントは凝集性を増すことを見いだした.この発見により,TDP-43の天然変性蛋白領域の本症への関与が示された.
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TDP43の病態機序に基づいたALSの血中バイオマーカーの単離
研究課題/領域番号：22659169
2010年 - 2011年
制度名：科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
研究種目：挑戦的萌芽研究
提供機関：日本学術振興会
小野寺 理
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：3190000円 （ 直接経費：2800000円 、 間接経費：390000円 ）
ALSの病態機序にTDP-43が深く関与している.我々はTDP-43の機能喪失が深く関わっていると考え研究を進めている.これを明かとし,この機能喪失時に起こる変化を本症のマーカーとして開発することを目的とした.まず、ヒトグリア由来細胞であるU87さらにヒト神経芽細胞腫由来のSH-SY5Y用い、TDP-43をターゲットとしたRNA抑制法にてTDP-43を効率よく減少させる系を確立した。本方法により、TDP-43を極めて効率よく発現を抑制できることが確認できた。確立した方法を用い培養細胞を用い、エクソンアレイ(選択的スプライシングの検索)、及びジーンアレイ(発現量の検索)を用い、特定のエクソンの発現の変化、もしくはmRNA量の減少が認められないか検討した。その結果、複数の培養細胞において特定の遺伝子のスプライシングの変化を同定した。このスプライシング変化が、ALS患者組織にて変化していることを検討した。その結果、ALS患者、脊髄、大脳にて、特定の遺伝子のスプライシング変化が起こっていることを確認した。さらにALS患者運動神経細胞をレーザーマイクロダイセクション法にて取り出し、運動神経細胞でも同様にスプライシング変化が起こっていることを見いだした。この成果は、ALS患者罹患組織でTDP-43機能が減少していることを示した物である。さらに、この遺伝子のスプライシング変化は正常ではほとんど認めないため、この遺伝子のスプライシング多様体が、本症の病態を反映するバイオマーカーとなる可能性が示された。
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遺伝性脳小血管病の病態機序の解明と治療法の開発
2010年 - 2011年
制度名：平成２２年度難治性疾患克服研究事業（新規）
提供機関：厚生労働科学研究費補助金
小野寺理
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遺伝性脳小血管病の病態機序の解明と治療法の開発
2009年
制度名：難治性疾患克服研究事業（二次公募）
提供機関：厚生労働科学研究費補助金
小野寺理
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ポリグルタミン病治療予測マーカーの探索:Lプラスチンの動態について
研究課題/領域番号：20500322
2008年 - 2010年
制度名：科学研究費補助金(基盤研究(C))
研究種目：基盤研究(C)
提供機関：文部科学省
豊島 靖子, 小野寺 理, 高橋 均
担当区分：連携研究者 資金種別：競争的資金
配分額：3900000円 （ 直接経費：3000000円 、 間接経費：900000円 ）
ポリグルタミン病であるDRPLAおよびHD病患者の脳においL-plastinの量が増加していることを実際に確認したことから、これを治療予測因子として利用できる可能性について検討を加えた。ポリグルタミン病患者では剖検時凍結組織(肝臓、腎臓)ではWestern blotting上、やや発現が増加している傾向があった。また、増大ポリグルタミン鎖発現細胞系を用いた実験では,L-plastinは初期には蓄積せず,数週間の経過で細胞内に蓄積していくことを観察した。