初期研修、後期研修、東北大学医学部　神経内科

細胞外αシヌクレインは、ドパミントランスポーターのフロチリン-1介在性エンドサイトーシスを修飾した結果、細胞内へ取り込まれる

2019/06/25

論文題名：Extracellular α-synuclein enters dopaminergic cells by modulating flotillin-1-assisted dopamine transporter endocytosis
FASEB Journal. 2019. Epub ahead of print

要旨：パーキンソン病患者脳では脳幹のカテコラミン産生神経細胞など、特定の細胞集団にαシヌクレイン（aSYN）陽性のレビー小体の出現と神経細胞脱落がみられます。しかし、部位特異的なaSYN病理形成の機序については、なお不明な点が多いのが現状です。プリオノイド仮説に基づいて病変部位の特異性について考えた場合、カテコラミン産生神経細胞には細胞外aSYNを積極的に取り込む機構が存在する可能性が想定されます。パーキンソン病患者の中脳黒質緻密部に高発現する分子の一つとして知られるflotillin-1 (FLOT1) は、dopamine transporter (DAT) をはじめとした膜タンパクのクラスター形成やエンドサイトーシスへの関与が知られています。それ故、我々は単量体・線維化aSYNを曝露したHEK293細胞およびiPS細胞由来ドパミン神経細胞を用いてFLOT1・DATの細胞外aSYN取り込みへの影響を検証しました。結果、(i) 単量体･線維化aSYNはFLOT1、DAT発現量依存性に細胞内へ取り込まれました。共免疫沈降法と全反射顕微鏡による評価の結果、(ii) 単量体・線維化aSYNは形質膜上のDAT・FLOT1会合を強化、クラスター形成を促進してDATのエンドサイトーシスを誘発し、活性低下を惹起しました（図A）。タイムラプス顕微鏡を用いた観察では、(iii) DAT内在化と同時にaSYNも取り込まれ、DATはRab11A陽性リサイクリングエンドソームを経て形質膜へ戻る一方、aSYNはRab7A陽性後期エンドソームへ輸送され、細胞内に留まりました (図B)。以上、細胞外aSYN の取り込みにFLOT1介在性DATエンドサイトーシスが関与する可能性が示唆されました。細胞外aSYNは、形質膜上のDAT発現量を変化させ、ドパミン神経細胞の機能変調を誘導し、パーキンソン病の病態を機能的に修飾していることが推定されます。以上の新知見は、PDにおける細胞特異的なレビー病理形成と機能障害の理解につながるものと考えます。

小林潤平、長谷川隆文

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