DNA損傷と運動ニューロン疾患の関連を解明(New study uncovers how DNA damage can lead to Motor Neurone Disease)

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2025-09-08 バース大学

イギリス・バース大学生命科学科の研究チームは、DNA損傷の修復機構に関与するCFAP410というタンパク質の遺伝子変異が、脳・筋肉を制御する運動ニューロンの死に繋がり、筋萎縮性側索硬化症(ALS/MND)の発症に関与している可能性を明らかにしました。CFAP410は細胞表面の繊毛に存在し、DNA保護および修復に関与すると考えられています。研究では、マウスの胚性幹細胞にCFAP410の変異を導入し、神経細胞へ分化させた上で、化学的ストレスによるDNA損傷の反応を調査しました。その結果、繊毛の形成には影響がなかったものの、Nek1というDNA修復を活性化するタンパク質との相互作用が損なわれ、変異導入細胞ではDNA損傷への耐性が低下し修復能力も劣っており、ストレスへの脆弱性が増したことで細胞死が増加しました。これにより、CFAP410変異によるDNA修復機構の不備が、MNDの発症メカニズムの一端であると示唆されます。今後は、この知見を基盤にDNA修復の強化や保護を狙った治療法の開発が期待されています。

<関連情報>

CFAP410の機能変異体はDNA損傷応答に影響を与え運動ニューロン変性を引き起こす-ALSへの示唆 Functional variants of CFAP410 affect the DNA damage response leading to motor neuron degeneration – Implications for ALS

Ross Ferguson ∙ Vasanta Subramanian
iScience  Published:August 9, 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.isci.2025.113338

Graphical abstract

DNA損傷と運動ニューロン疾患の関連を解明(New study uncovers how DNA damage can lead to Motor Neurone Disease)

Highlights

  • Endogenously epitope tagged Cfap410 variants in mouse embryonic stem cells were created
  • Tagged V20M and R73P variants identified in human populations localize to primary cilia
  • Show reduced interactions with the DNA damage response protein in motor neurons
  • Impaired DNA damage response in ESC, neural progenitors, and motor neurons

Summary

Mutations in CFAP410, a basal body protein known to be required for the formation of primary cilia, have been identified as risk modifiers in amyotrophic lateral sclerosis (ALS), a devastating late onset neurodegenerative disorder with poor prognosis. CFAP410 is also implicated in the DNA damage response and interacts with Nek1, which has been shown to be mutated in ALS. Herein, we investigated the effect of knocking in an HA epitope tag and functional mutations into the endogenous Cfap410 gene by gene editing in mouse embryonic stem cells (mESCs). We show that primary cilia in these edited mESCs, as well as in the neural progenitors and neurons differentiated from them do not exhibit any significant difference in frequency. However, ESCs, neural progenitors, and neurons with knock-in Cfap410 variants are more susceptible to DNA damage and exhibit impaired interaction with Nek1. Our findings point to DNA damage as a convergent pathway leading to ALS.

細胞遺伝子工学
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