TAR DNA結合蛋白質（TDP-43）は，ユビキチン陽性封入体を伴う前頭側頭葉変性症（FTLD-U），運動ニューロン病を伴う前頭側頭葉変性症（FTLD-MND），そして筋萎縮性側索硬化症（ALS）患者脳および脊髄において，神経細胞質封入体（NCI），核内封入体（NII），変性神経突起（dystrophic neurites；DN）として沈着する．これまでの研究で，沈着したTDP-43には異常なリン酸化が生じており，Western blotでは通常の43 kDaのバンドに加え45 kDaのバンド（リン酸化TDP43）が出現することが判明している．しかしそのリン酸化の部位や関与するリン酸化酵素（kinase）は未同定で，かつリン酸化の意義についても不明であった．今回，本邦よりTDP43のリン酸化に関する検討が報告された．
方法としてはまず64か所のSer/Thr/Tyrアミノ酸残基のうち39か所を選び，合成リン酸化ペプチドを作成，ラビットを免疫し，リン酸化TDP-43を特異的に認識する複数の抗体を産生・生成した．そして，免疫組織化学，免疫電子顕微鏡，Western blotにより患者（FTLD-U 3名，FTLD-MND 2名，ALS 3名，FTLD-U with PGRN mutation 3名，AD 2名，Control 2名）と正常対象脳を分析した．さらに，リン酸化にかかわるkinaseの同定を目的として，ヒト組換えTDP43蛋白に種々のkinase（カゼインキナーゼ-1，2，そしてGSK3β）を反応させ，TDP-43のリン酸化の有無やオリゴマー形成・線維化についての検討を行った．
結果としては，Ser379, Ser403/404, Ser409, Ser410, Ser409/410に対する抗体は患者脳におけるユビキチン陽性封入体を強く染色した（このなかでSer409/410 がとくに強い染色性を示した）．すなわちTDP-43のリン酸化部位はカルボキシ末端（C末端）に複数存在していた．また既存の市販の抗TDP-43抗体が正常の神経細胞核まで染色してしまうのに対し，これらのリン酸化抗体は細胞内の封入体（NCI, NII, DN, skein-like inclusion）を特異的に染色した．またTDP43 proteinopathyではその病型ごとに出現する封入体の形態が決まっているが（type 1-4），リン酸化抗体を用いた評価でも病型ごとに出現する封入体のパターンは同じであった．TDP43のC末端断片（18-26kDa）の泳動パターンは病態ごとに異なっていた．TDP43をリン酸化するkinaseはカゼインキナーゼ-1であった．また超微細構造的に，リン酸化抗体は直径15nmの異常な線維を標識し，さらにリン酸化によりTDP-43のオリゴマー形成および線維化が促進された．
以上の結果より，リン酸化TDP-43は封入体の主要な構成要素であり，TDP-43の異常リン酸化はTDP43 proteinopathyの病態において重要な一段階であることが示唆された．さらにTDP43 proteinopathyはtauopathyやsynucleinopathyと以下の点で類似しており興味深いと考えられた．①リン酸化蛋白により構成された線維が封入体を構成している．②構成蛋白のリン酸化部位がC末端である．③TDP43断片の泳動パターンに疾患ごとに違いがある（タウオパチーの3/4リピートタウと類似）．
また核蛋白TDP43のリン酸化の意義については，その生理的作用である転写調節やmRNA splicingに影響が生じloss of functionを来たした可能性や，リン酸化TDP43線維形成を介して何らかのtoxic gain of functionを獲得した可能性がある．ただtauopathyやsynucleinopathyが原因療法の開発がなかなか進まないところをみると，TDP43 proteinopathyの治療法の開発も一筋縄でいかず，何らかのbreak throughが必要であると思われる．
Ann Neurol 64; 60-70, 2008
方法としてはまず64か所のSer/Thr/Tyrアミノ酸残基のうち39か所を選び，合成リン酸化ペプチドを作成，ラビットを免疫し，リン酸化TDP-43を特異的に認識する複数の抗体を産生・生成した．そして，免疫組織化学，免疫電子顕微鏡，Western blotにより患者（FTLD-U 3名，FTLD-MND 2名，ALS 3名，FTLD-U with PGRN mutation 3名，AD 2名，Control 2名）と正常対象脳を分析した．さらに，リン酸化にかかわるkinaseの同定を目的として，ヒト組換えTDP43蛋白に種々のkinase（カゼインキナーゼ-1，2，そしてGSK3β）を反応させ，TDP-43のリン酸化の有無やオリゴマー形成・線維化についての検討を行った．
結果としては，Ser379, Ser403/404, Ser409, Ser410, Ser409/410に対する抗体は患者脳におけるユビキチン陽性封入体を強く染色した（このなかでSer409/410 がとくに強い染色性を示した）．すなわちTDP-43のリン酸化部位はカルボキシ末端（C末端）に複数存在していた．また既存の市販の抗TDP-43抗体が正常の神経細胞核まで染色してしまうのに対し，これらのリン酸化抗体は細胞内の封入体（NCI, NII, DN, skein-like inclusion）を特異的に染色した．またTDP43 proteinopathyではその病型ごとに出現する封入体の形態が決まっているが（type 1-4），リン酸化抗体を用いた評価でも病型ごとに出現する封入体のパターンは同じであった．TDP43のC末端断片（18-26kDa）の泳動パターンは病態ごとに異なっていた．TDP43をリン酸化するkinaseはカゼインキナーゼ-1であった．また超微細構造的に，リン酸化抗体は直径15nmの異常な線維を標識し，さらにリン酸化によりTDP-43のオリゴマー形成および線維化が促進された．
以上の結果より，リン酸化TDP-43は封入体の主要な構成要素であり，TDP-43の異常リン酸化はTDP43 proteinopathyの病態において重要な一段階であることが示唆された．さらにTDP43 proteinopathyはtauopathyやsynucleinopathyと以下の点で類似しており興味深いと考えられた．①リン酸化蛋白により構成された線維が封入体を構成している．②構成蛋白のリン酸化部位がC末端である．③TDP43断片の泳動パターンに疾患ごとに違いがある（タウオパチーの3/4リピートタウと類似）．
また核蛋白TDP43のリン酸化の意義については，その生理的作用である転写調節やmRNA splicingに影響が生じloss of functionを来たした可能性や，リン酸化TDP43線維形成を介して何らかのtoxic gain of functionを獲得した可能性がある．ただtauopathyやsynucleinopathyが原因療法の開発がなかなか進まないところをみると，TDP43 proteinopathyの治療法の開発も一筋縄でいかず，何らかのbreak throughが必要であると思われる．
Ann Neurol 64; 60-70, 2008
