難病「ペリツェウス・メルツバッハ病」の原因に新説 ― “細胞内カルシウム不足”が細胞内物流を停止、治療の標的に ―

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2026-04-07 国立精神・神経医療研究センター

国立精神・神経医療研究センターの研究グループは、ペリツェウス・メルツバッハ病(PMD)の新たな発症メカニズムを解明した。従来は変異PLP1による小胞体ストレスが主因とされていたが、本研究では小胞体内カルシウムの低下がCOPII小胞形成を阻害し、タンパク質輸送(細胞内物流)を停止させることが判明した。この輸送障害がミエリン形成不全につながる。さらに、カルシウム濃度を回復させることで輸送機能が改善する可能性も示され、病態が可逆的である可能性が示唆された。本成果は、病態理解を「細胞ストレス」から「機能障害」へと転換し、新たな治療標的としてカルシウム制御の重要性を示すものである。

難病「ペリツェウス・メルツバッハ病」の原因に新説 ― “細胞内カルシウム不足”が細胞内物流を停止、治療の標的に ―
概要図:本研究で明らかになった新規病態モデル

<関連情報>

変異型PLP1は、ペリツァウス・メルツバッハー病においてERカルシウム枯渇を介してCOPII小胞形成を阻害する Mutant PLP1 impairs COPII vesicle formation via ER calcium depletion in Pelizaeus-Merzbacher disease

Heng Li, Reiko Mishima, Yu-ichi Goto, Ken Inoue
Neurobiology of Disease  Available online: 24 February 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.nbd.2026.107329

Highlights

  • Mutant PLP1 depletes ER Ca2+ in oligodendrocytes.
  • ER Ca2+ depletion disrupts ALG-2/Sec31A/AnxA11 complex.
  • COPII formation is impaired, causing global ER-Golgi trafficking failure.
  • ER Ca2+ depletion–induced ER-Golgi trafficking failure underlies PMD pathology.

Abstract

Pelizaeus-Merzbacher disease (PMD) is a devastating, X-linked hypomyelinating leukodystrophy caused by mutations in a myelin gene, PLP1. While overwhelming endoplasmic reticulum (ER) stress caused by the accumulation of mutant PLP1 is widely recognized, blockade of the apoptotic arm of the unfolded protein response (UPR) failed to rescue the phenotypes in murine disease models, suggesting the involvement of additional, critical cellular mechanisms in oligodendrocyte dysfunction. Herein, we identified ER Ca2+ depletion and disrupted ER-Golgi trafficking as key cellular pathologies in PMD. Mutant PLP1 impairs COPII vesicle formation by destabilizing its key components, including Sec31A at ER exit sites due to the Ca2+ transport dysregulation and deconstruction of the ALG-2/Sec31A/AnxA11 interaction. Pharmacological restoration of ER Ca2+ levels rescued COPII formation. These findings highlight how PLP1 mutations affect the intracellular trafficking of membrane and secretory proteins through the ER Ca2+ depletion, which may be associated with the clinical consequences of PMD and other inherited myelin disorders.

医療・健康
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