倉田奨励金研究報告書｜2018 年度（第 50 回）助成■受領№1382

神経細胞膜の脂肪酸組成をターゲットとする、新規精神神経疾患治療法の開発

代表研究者

服部 光治

名古屋市立大学大学院薬学研究科病態生化学分野

1．研究⽬的教授

質と同⼀であることから、「リーリンは標的細胞の神経細胞の脂肪酸組成は、他の細胞のそれとは脂質組成に影響するかもしれない」と思いつき、⼤きく異なる。このことには何らかの重要な意義

リーリン⽋損マウス胎児脳の脂質組成を網羅的にがあると思われるが、その全貌は理解されていな解析した。その結果、⾮常に驚いたことに、リーい。また、脳におけるDHAやEPAのような多価不リン⽋損マウスの脳では、膜リン脂質中のPUFA飽和脂肪酸（poly unsaturated fatty acid, PUFA）含有量が低下していた。そして、PUFA不⾜を補の減少は多くの精神神経疾患の⼀因であるとされうために補償的に合成される特殊脂肪酸のミードている。よってPUFAの脳内濃度を上昇させるこ酸が顕著に増加していた。これらの結果から「リとはこれらの疾患を改善すると考えられる。しかーリンの機能低下は神経細胞のPUFA含有量を低し、PUFAの経⼝投与や⾎管内投与は脳内の脂肪下させ、これによりシナプス機能が異常になり、酸組成にほとんど影響せず、実際、PUFA単独投精神神経疾患の発症や増悪化につながる」という与はヒトの精神疾患や認知障害を有意には改善し仮説が導かれる。この仮説はPUFAおよびリーリない。脳の機能改善および脳におけるPUFAの重ンと精神神経疾患の関係を良く説明できるだけで要性解明には、脳特異的にPUFA濃度を上昇させはなく、新たな治療法開発への道を拓くものである⽅法が必要である。しかし、そのような⼿法はる。そこで本研究では、神経回路網の機能異常・（脳への直接注⼊以外には）全く知られていない。

疾患発症におけるPUFAとリーリンの機能を包括

リーリンは、脳の発⽣における役割で有名な巨的に理解すること、すなわち脂質⽣物学と神経⽣⼤分泌タンパク質である。リーリンは神経細胞膜物学をつなぐ新たな架け橋を作ることを⽬標にす上にある受容体に結合し、細胞内タンパク質Dab1

る。のリン酸化を誘導することで細胞内シグナル経路を調節すると考えられている。興味深いことに、

2．研究概要リーリンの受容体は⾎清リポタンパク質と同⼀で2.1 リーリンが神経細胞の PUFA 含有量を増加あるが、その理由や意義は全く不明であった。まさせるメカニズムの解明

た近年、リーリンが統合失調症や記憶障害などの2.1.1 リーリン⽋損マウス脳でPUFA含有量が精神神経疾患発症に関与することが確実視されて低下することを説明する仮説として、（A）リーリいるが、その分⼦メカニズムに関しては多くの研ン下流の細胞内シグナルが遺伝⼦発現等を制御す究が乱⽴し、混沌としている。

る「リン酸化シグナリング仮説」、（B）リーリン・

我々は、リーリンの受容体が⾎清リポタンパク脂質複合体が取り込まれ細胞内脂質量に影響する

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「リーリン＝アポリポタンパク質仮説」、の⼆つが３．発表

考えられる。どちらが正しいかを検証するため、

Yamakage, Y., Kato, M., Hongo, A., Ogino, H., Ishii, K.,

まずDab1⽋損マウス脳のPUFA含有量を質量分析

Ishizuka, T., Kamei, T., Tsuiji, H., Miyamoto, T., Oishi,

リピドミクスで解析した。その結果、Dab1⽋損マH., Kohno, T., and Hattori, M. A disintegrin and

ウス脳ではリーリン⽋損マウスほどPUFA含有量

metalloproteinase with thrombospondin motifs 2 cleavesが減少していないことがわかった。よって、リーand inactivates Reelin in the postnatal cerebral cortex

リン⾃⾝が脂質を運んでいる可能性が考えられた

and hippocampus, but not in the cerebellum. Mol. Cell.

ので、マウス脳可溶性画分を超遠⼼分離で分画し、Neurosci. 100, 103401（2019）

リーリン含有画分の⽐重を調べた。その結果、⼀Hatanaka, Y., Kawasaki, T., Abe, T., Shioi, G., Kohno,

部のリーリンは⽐重の軽い画分の存在し、リポタ

T., Hattori, M., Sakakibara, A., Kawaguchi, Y., and

ンパク質様の複合体として存在する可能性が⽰唆

Hirata, T. Interactions between neuron and radial glia

された。もしある程度の量が調整できれば、そのmediated by Semaphorin 6A-Plexin A2/A4 signaling

画分に存在する脂質を分析する。

regulates migration termination of superficial layer

2.1.2 リーリン⽋損マウスおよびDab1の⽋損マ

neurons of the cerebral cortex. iScience 21, 359（2019）

ウス由来の脳を⽤いて質量分析イメージングを⾏

Okugawa, E., Ogino, H., Shigenobu, T., Yamakage, Y.,

ったが、現在の解像度では、PUFA減少部位やミTsuiji, H., Oishi, H., Kohno, T., and Hattori, M.

ード酸の分布を解明することはできなかった。

Physiological significance of proteolytic processing of
Reelin revealed by cleavage-resistant Reelin knock-in

2.2 リーリンの「機能増強」による、PUFA 含有量および脳機能改善効果の解明
2.2.1 リーリンの分解不活化酵素ADAMTS-3⽋

mice. Sci. Rep. 10, 4471（2020）
服部光治「中枢神経系のリポクオリティ制御と疾患」医学のあゆみ 269,1144（2019）

損マウス脳ではリーリン機能が亢進するとともに、

興梠勝成、⽔上智晴、河野孝夫、服部光治「神樹状突起発達も増⼤する。このマウス脳のPUFA経細胞における特定の脂肪酸の⽣理的意義」第92

含有量をGC/MSを⽤いて調べたが、⼤きな変動は回⽇本⽣化学会⼤会（横浜、2019年度）なかった。よって通常の（健康な）マウスでリー興梠 勝成，⽔上 智晴，河野 孝夫，関 仁望，リン機能を増強しても⼤きな副作⽤は起きないこ仁⼦とが⽰唆された。の脂肪酸の意義」第42回⽇本分⼦⽣物学会年会

2.2.2 ADAMTS-3⽋損マウスとアルツハイマー病モデルマウスを交配し、１年齢においてアミロイド斑の蓄積量を解析した。その結果、
ADAMTS-3の⽋損によりアミロイド斑が有為に減少することが⽰された。この結果が、リーリンの機能増強やPUFAなどの脂質量変化を介しているかどうかは難しい問題であるが、今後時間をかけて解析していきたい。そのために、リーリンの分解部位に変異を導⼊し、活性のより持続するリーリンを発現するノックインマウスを作成した。

陽輔，服部光治「神経細胞における特定（福岡、2019年度）