The RNA exosome complex degrades expanded hexanucleotide repeat RNA in C9orf72 FTLD/ALS

概要

〔目的（Purpose）〕
690r172遺伝子のイントロン領域におけるGGGGCC 1GaC2）リピートの異常伸長変異は、家族性の前頭側頭葉変性症（FTLD）や筋委縮性側索硬化症（ALS）を引き起こす。変異保持者の細胞ではリピート領域を含むRNAの蓄積がみられる。このリビートRNAは開始コドン非依存性翻訳を受け、細胞障害性を有するジペプチドリピートタンパク （DPR）へと翻訳される。細胞内にリピートINAの蓄積がみられる一方で、成熟C9OrI72 IRNAトランスクリプトの発現量は低下している。このことから、リピートRNAの分解が障害されているのではないかと考えたが、その分解機庁は明らかになっていない。この研究では、690r172リピートRAの分解機序を明らかにすると共に、病態下においてその分解経路が障害を受けているかどうかを検証することを目的とした。

〔方法ならびに成績（Methods/Results）
RNAエクソソーム合体は、細胞内の不要なENAを分解する主要な経路を担っている。リピート発現細胞モデルにおいて、このRNAエクソソームの活性サブユニットの一つであるEXOSC10のノックダウンにより、リピートINAおよびDPRタンパクの一つであるpoly-GAの発現が優位に増加した。実際に、Jn yilro MA分解アッセイにおいて合成リピートRNAはリコンビナントEXOSC10によって分解された。さらに患者由来繊維芽細胞において、EXOSC10のノックダウンによりRNA Tociおよびリピートトランスクリプトが増加した。これらより、EXOSC10がリピートRMAの分解に直接関与することが明らかになった。続いて、DPRがRNAエクソソームに及ぼす彩響について検討したところ、アルギニン含有DPRはEXOSC10と結合していた。さらに、アルギニン含有DPR発現細胞ではRNAエクソソーム（EXOSC10）の内因性基質である核小体低分子RMA前駆体が蓄積していた。すなわちアルギニン含有DPRがRMAエクソソーム （BXOSCI0）の活性を阻害することが明らかになった。さらに、リピートRNA発現細胞にアルギニン含有DPRを発現させると、リピートRNAの発現レベルが増加した。

〔総括（Conclusion）］
本研究により、PNAエクソソーム複合体が異常伸長したCori72リピートRNAを分解することが示された。さらに、アルギニン含有DPRによるINAエクソソーム複合体の障害が69or/72連FTLD/ALSの病態におけるリピートRNA積の機序となっている可能性が示唆された。