2024/04/02 更新

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ヨコイ サトシ
横井 聡
YOKOI Satoshi
所属
大学院医学系研究科 総合保健学専攻 オミックス医療科学 准教授
学部担当
医学部(保健学科)
職名
准教授

学位 1

  1. 博士(医学) ( 2017年11月   名古屋大学 ) 

 

論文 4

  1. Autoantibodies Against Dihydrolipoamide S-Acetyltransferase in Immune-Mediated Neuropathies

    Fukami Y., Iijima M., Koike H.H., Yagi S., Furukawa S., Mouri N., Ouchida J., Murakami A., Iida M., Yokoi S., Hashizume A., Iguchi Y., Imagama S., Katsuno M.

    Neurology(R) neuroimmunology & neuroinflammation   11 巻 ( 2 ) 頁: e200199   2024年3月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Neurology(R) neuroimmunology & neuroinflammation  

    BACKGROUND AND OBJECTIVES: This study aimed to identify disease-related autoantibodies in the serum of patients with immune-mediated neuropathies including chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy (CIDP) and to investigate the clinical characteristics of patients with these antibodies. METHODS: Proteins extracted from mouse brain tissue were used to react with sera from patients with CIDP by western blotting (WB) to determine the presence of common bands. Positive bands were then identified by mass spectrometry and confirmed for reactivity with patient sera using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and WB. Reactivity was further confirmed by cell-based and tissue-based indirect immunofluorescence assays. The clinical characteristics of patients with candidate autoantibody-positive CIDP were analyzed, and their association with other neurologic diseases was also investigated. RESULTS: Screening of 78 CIDP patient sera by WB revealed a positive band around 60-70 kDa identified as dihydrolipoamide S-acetyltransferase (DLAT) by immunoprecipitation and mass spectrometry. Serum immunoglobulin G (IgG) and IgM antibodies' reactivity to recombinant DLAT was confirmed using ELISA and WB. A relatively high reactivity was observed in 29 of 160 (18%) patients with CIDP, followed by patients with sensory neuropathy (6/58, 10%) and patients with MS (2/47, 4%), but not in patients with Guillain-Barré syndrome (0/27), patients with hereditary neuropathy (0/40), and healthy controls (0/26). Both the cell-based and tissue-based assays confirmed reactivity in 26 of 33 patients with CIDP. Comparing the clinical characteristics of patients with CIDP with anti-DLAT antibodies (n = 29) with those of negative cases (n = 131), a higher percentage of patients had comorbid sensory ataxia (69% vs 37%), cranial nerve disorders (24% vs 9%), and malignancy (20% vs 5%). A high DLAT expression was observed in human autopsy dorsal root ganglia, confirming the reactivity of patient serum with mouse dorsal root ganglion cells. DISCUSSION: Reactivity to DLAT was confirmed in patient sera, mainly in patients with CIDP. DLAT is highly expressed in the dorsal root ganglion cells, and anti-DLAT antibody may serve as a biomarker for sensory-dominant neuropathies.

    DOI: 10.1212/NXI.0000000000200199

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  2. IκB kinase phosphorylates cytoplasmic TDP-43 and promotes its proteasome degradation

    Iguchi, Y; Takahashi, Y; Li, JY; Araki, K; Amakusa, Y; Kawakami, Y; Kobayashi, K; Yokoi, S; Katsuno, M

    JOURNAL OF CELL BIOLOGY   223 巻 ( 2 )   2024年1月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Journal of Cell Biology  

    Cytoplasmic aggregation of TDP-43 in neurons is a pathological feature common to amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and frontotemporal lobar degeneration (FTLD). We demonstrate that the IκB kinase (IKK) complex promotes the degradation of cytoplasmic TDP-43 through proteasomes. While IKKβ is a major factor in TDP-43 degradation, IKKα acts as a cofactor, and NEMO functions as a scaffold for the recruitment of TDP-43 to the IKK complex. Furthermore, we identified IKKβ-induced phosphorylation sites of TDP-43 and found that phosphorylation at Thr8 and Ser92 is important for the reduction of TDP-43 by IKK. TDP-43 phosphorylation at Ser92 was detected in a pattern different from that of C-terminal phosphorylation in the pathological inclusion of ALS. IKKβ was also found to significantly reduce the expression level and toxicity of the disease-causing TDP-43 mutation. Finally, the favorable effect of IKKβ on TDP-43 aggregation was confirmed in the hippocampus of mice. IKK and the N-terminal phosphorylation of TDP-43 are potential therapeutic targets for ALS and FTLD.

    DOI: 10.1083/jcb.202302048

    Web of Science

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  3. The<i> SYNGAP1</i> 3'UTR Variant in ALS Patients Causes Aberrant<i> SYNGAP1</i> Splicing and Dendritic Spine Loss by Recruiting HNRNPK

    Yokoi Satoshi, Ito Takuji, Sahashi Kentaro, Nakatochi Masahiro, Nakamura Ryoichi, Tohnai Genki, Fujioka Yusuke, Ishigaki Shinsuke, Udagawa Tsuyoshi, Izumi Yuishin, Morita Mitsuya, Kano Osamu, Oda Masaya, Sone Takefumi, Okano Hideyuki, Atsuta Naoki, Katsuno Masahisa, Okada Yohei, Sobue Gen

    JOURNAL OF NEUROSCIENCE   42 巻 ( 47 ) 頁: 8881 - 8896   2022年11月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Journal of Neuroscience  

    Fused in sarcoma (FUS) is a pathogenic RNA-binding protein in amyotrophic lateral sclerosis (ALS). We previously reported that FUS stabilizes Synaptic Ras-GTPase activating protein 1 (Syngap1) mRNA at its 39 untranslated region (UTR) and maintains spine maturation. To elucidate the pathologic roles of this mechanism in ALS patients, we identified the SYNGAP1 39UTR variant rs149438267 in seven (four males and three females) out of 807 ALS patients at the FUS binding site from a multicenter cohort in Japan. Human-induced pluripotent stem cell (hiPSC)-derived motor neurons with the SYNGAP1 variant showed aberrant splicing, increased isoform α1 levels, and decreased isoform c levels, which caused dendritic spine loss. Moreover, the SYNGAP1 variant excessively recruited FUS and heterogeneous nuclear ribonucleoprotein K (HNRNPK), and antisense oligonucleotides (ASOs) blocking HNRNPK altered aberrant splicing and ameliorated dendritic spine loss. These data suggest that excessive recruitment of RNA-binding proteins, especially HNRNPK, as well as changes in SYNGAP1 isoforms, are crucial for spine formation in motor neurons.

    DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0455-22.2022

    Web of Science

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  4. A case of sporadic late-onset nemaline myopathy with monoclonal gammopathy of undetermined significance: long-term observation of neurological symptoms after autologous stem-cell transplantation

    Ando Takashi, Sato Takahiko, Kurahashi Shingo, Kawaguchi Yuka, Kagaya Yusuke, Ozawa Yukiyasu, Hirano Satoko, Goto Yoji, Mano Kazuo, Yokoi Satoshi, Nakamura Tomohiko, Murakami Ayuka, Noda Seiya, Kimura Seigo, Sone Jun, Kuru Satoshi, Sobue Gen, Katsuno Masahisa

    NAGOYA JOURNAL OF MEDICAL SCIENCE   83 巻 ( 3 ) 頁: 641 - 647   2021年8月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Nagoya Journal of Medical Science  

    A 47-year-old woman presented with progressive limb weakness. A neurological examination revealed proximal dominant symmetrical muscle weakness in her limbs, and electromyography revealed complex repetitive discharges and short motor unit potentials with positive sharp waves in the biceps. We observed early recruitment in the quadriceps, and laboratory tests revealed normal creatine kinase. Serum protein electrophoresis showed monoclonal IgG-lambda, but the bone marrow aspiration specimen was normal. A muscle biopsy revealed nemaline rod accumulations in the muscle fibers; based on the results, we diagnosed the patient with sporadic late-onset nemaline myopathy with monoclonal gammopathy of undetermined significance (SLONM-MGUS). We administered repeated intravenous immunoglobulin, but her limb weakness continued, and she developed a restrictive ventilatory defect. The patient received melphalan, followed by autologous stem-cell transplantation (ASCT). Her upper extremity strength and respiratory capability improved within one year after ASCT; however, it was not until six years after ASCT that her atrophied lower extremities strengthened. A discrepancy in the timeline of treatment response between the upper or respiratory muscles and the atrophied lower limb was characteristic in the patient, suggesting that the efficacy of ASCT on SLONM-MGUS should be evaluated in the long term, especially in severely atrophied muscles. In addition, this case showed that ASCT for SLOMN-MGUS is an effective treatment option in Asian populations.

    DOI: 10.18999/nagjms.83.3.641

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科研費 6

  1. 運動ニューロン疾患の初期軸索病態の解明

    研究課題/研究課題番号:22K19489  2022年6月 - 2024年3月

    科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    佐橋 健太郎, 勝野 雅央, 横井 聡, 蛭薙 智紀

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    担当区分:研究分担者 

    球脊髄性筋萎縮症、脊髄性筋萎縮症では脊髄の運動ニューロンに細胞死がおこる。モデルマウスにおいて、運動ニューロンではその突起が先行して障害されることが見出されているが、機序は不明である。本研究では運動ニューロン周辺の環境を維持した、疾患モデルマウスの脊髄の培養実験を通じて、初期の、突起異常の発症機序に迫る。運動ニューロン特異的な障害理由の解明と、早期の突起異常に対する標的治療の開発を目指していく。

  2. 遠位型遺伝性運動ニューロパチー7型の病態解明と病態抑止療法の開発

    研究課題/研究課題番号:22K19506  2022年6月 - 2024年3月

    科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    井口 洋平, 勝野 雅央, 佐橋 健太郎, 横井 聡

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    担当区分:研究分担者 

    研究代表者らは若年発症で四肢遠位筋優位に進行性の筋力低下と四肢腱反射亢進を認めるALS家系の遺伝子解析から、SLC5A7のC末端の新規欠失変異 (F502fs10) を同定した 。SLC5A7は神経筋接合部のシナプス前終末でコリンの再取り込みを担う分子であるが、SLC5A7のC末端の欠失変異が筋無力症ではなく遠位型運動ニューロパチーを生じる病態機序は解明されていない。本研究課題ではdHMN-Ⅶの病態を解明し病態抑止療法を開発することを目的とする。また、本疾患はALSと病態を共有する一面があり本研究によりALSの新規病態の解明と治療法開発に繋がる可能性がある。

  3. RNA結合蛋白質FUSの機能異常に伴う筋萎縮側索硬化症のシナプス病態解明研究

    研究課題/研究課題番号:22K07515  2022年4月 - 2025年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    横井 聡, 井口 洋平, 佐橋 健太郎, 勝野 雅央

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    筋萎縮性側索硬化症(ALS)は根本的治療法が未だに存在しない神経難病である。若年性ALSで頻度の高い病原性RNA結合蛋白質であるFUSがどのようにALSを引き起こすかは未解明である。本研究ではFUSがシナプス異常を経てどのように神経細胞死を引き起こし、ALSが発症するかを明らかにする。FUS変異患者サンプルと、ゲノム編集による遺伝子変異を正常化したサンプルからiPS細胞を樹立し、運動ニューロンに分化させ、FUS変異が引き起こすシナプス異常を同定する。さらに細胞死が生じる実験系を確立し、細胞死が生じる前からシナプス異常を是正することでALSの発症を抑制することができるか、治療薬探索を行う。

  4. 神経異常タンパク質の凝集抑制治療の開発

    研究課題/研究課題番号:22H02982  2022年4月 - 2025年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    佐橋 健太郎, 勝野 雅央, 井口 洋平, 横井 聡, 蛭薙 智紀

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    担当区分:研究分担者 

    神経難病では各疾患特有の異常タンパク質が蓄積することにより神経細胞死がもたらされる。よって根治的治療には異常タンパク質の発現や機能の制御が必須である。人工核酸は遺伝子発現コントロールを可能とする重要なツールであるが、効果や安全性の向上が望まれる。本研究では核酸の新規技術を用いて効率的な異常タンパク質抑制治療の獲得を通じ、遺伝性および孤発性神経難病に適用される核酸医薬の基盤開発を目指していく。

  5. 広域Caイメージングとトランスオミックスによるレビー小体病シナプス病態の解明

    研究課題/研究課題番号:21K19443  2021年7月 - 2023年3月

    科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    勝野 雅央, 井口 洋平, 横井 聡

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    担当区分:研究分担者 

    レビー小体病におけるα-シヌクレインの凝集に依存しない後頭葉ニューロンの変性病態を解明するため、AAVベクターで変異αシヌクレインを導入したマウスモデルに広視野蛍光顕微鏡を用いた長時間広域Caイメージングを行い、一次視覚野・高次視覚野における神経回路活動の変化を明らかにする。またマウス脳組織をサンプリングし、RNAseq、miRNAアレイ、メタボロミクスを行い、トランスオミックスによりシナプス障害をもたらす分子機構を解明する。得られたデータを、レビー小体病患者・ハイリスク者コホートで行っている血中神経由来エクソソーム中miRNA解析とも比較検討し、ヒトの超早期病階の解明につなげる。
    レビー小体病は、パーキンソン病(PD)とレビー小体型認知症(DLB)を含む神経変性疾患スペクトラムであり、ニューロン内へのαシヌクレインの異常凝集やミトコンドリア障害などが病態の根幹に関わっていると考えられている。本研究の目的は、異常シヌクレインを発現するモデルマウス後頭葉の神経回路解析とトランスオミックス解析などによるシヌクレインの凝集を伴わないニューロン変性機序の解析である。家族性PDの原因となるA53T変異シヌクレインをAAVに搭載し(AAV-aSyn-A53T)、マウスの嗅球に接種することでモデルを作成し、その神経機能および病理所見の解析を行った。本マウスの行動解析では、視覚機能を反映するvisual cliff testの異常がみられたが、elevated plus mazeやnovel object recognitionなどの記憶・情動に関わる異常は明らかでなかった。また、病理学的にはシヌクレインが嗅球から嗅皮質へと広がっていたが、視覚野までは達していなかった。神経活動を評価するためc-fos染色を行ったところ、嗅皮質および視覚野においてc-fosの発現が低下しており、シヌクレインの発現による神経機能の低下と、それらの神経の投射先におけるシヌクレイン凝集非依存的神経機能低下が示唆された。さらに、AAV-aSyn-A53TマウスにBBBを通過可能なウイルスベクターを用いてカルシウム感受性蛍光タンパク質のGCaMPを発現させ、広視野蛍光顕微鏡を用いた長時間広域Caイメージングを行った(名古屋大学創薬科学・小坂田文隆准教授との共同研究)。現在、そのデータ解析中である。また、マウス脳のトランスクリプトームについてもサンプルを収集済みであり、今後解析を進める。
    AAV-aSyn-A53Tマウスの行動・病理学的解析を予定通り行い、さらに長時間広域Caイメージングについてもデータ取得済みである。コロナ禍における実験の制限や実験機器の入手困難があったが、当初の予定通り研究を進めることができた。
    今後は長時間広域Caイメージングとトランスクリプトーム解析の結果を行動解析結果と比較検討し、さらにレビー小体病ハイリスクコホートのメタボローム解析などのオミックスデータとも比較する。

  6. RNA結合蛋白質FUSのmRNA過結合を介した筋萎縮性側索硬化症の病態解明

    研究課題/研究課題番号:20K16489  2020年4月 - 2022年3月

    若手研究

    横井 聡

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    筋萎縮性側索硬化症(ALS)は根治薬のない難治性の神経変性疾患である。日本の遺伝性ALSの原因遺伝子であるfused-in sarcoma(FUS)はRNA結合蛋白質である。マウスから得られた、FUSのシナプス蛋白質のRNA制御機構に基づき、シナプス蛋白質の遺伝子に新規変異があるALS患者を抽出し、iPS細胞由来運動神経を用いてFUSが引き起こすRNAの代謝異常を解明する。詳細な機構がわかれば、RNA代謝異常を是正する化合物を開発し、治療薬開発に結び付ける。

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