国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学 環境医学研究所の橋本慶 大学院生、渡邊征爾 講師、山中宏二 教授、同 岐阜大学 科学研究基盤センター 神志那弘明 特別協力研究員 兼 KyotoAR動物高度医療センター センター長 、慶應義塾大学 理工学部 古川良明 教授らの共同研究グループは、イヌの変性性脊髄症(DM)における原因タンパク質SOD1の種特異的な凝集メカニズムを解明しました。DMでは、SOD1タンパク質の40番目のグルタミン酸がリシンに変化するE40K変異により、SOD1タンパク質の異常な凝集が引き起こされて脊髄の運動神経細胞が傷害されると考えられています。一方、ヒトの神経難病である筋萎縮性側索硬化症(ALS)においてもSOD1タンパク質の異常な凝集によって運動神経細胞が傷害されますが、E40K変異はヒトSOD1には全く影響せず、E40K変異によるイヌSOD1の凝集は種特異的なものであることが示唆されています。そこで、本研究グループではE40K変異によるイヌSOD1の種特異的な凝集のメカニズムを解明することを目的に研究を行い、イヌSOD1がもともと、タンパク質中心部の疎水性が高い領域に「隙間」があるためにヒトSOD1よりも不安定で凝集しやすいことを発見しました。また、この「隙間」の有無を操作することによって、E40K変異による種特異的なSOD1タンパク質の凝集を再現することにも成功しました。このことから、中心部の「隙間」に伴うイヌSOD1固有の脆弱性がE40K変異に伴う種特異的な凝集の要因になっていることが明らかとなりました。本研究成果は、今後DMに対する新規治療法の開発につながることが期待されます。
本研究成果は2023年5月6日付で米科学誌 Journal of Biological Chemistry にオンライン掲載されました。