前頭側頭型認知症(FTD)は、難治性の神経変性疾患であり、約半数の症例は、孤発性筋萎縮性側索硬化症(ALS)と連続した病態である。ALS/FTDでは、核蛋白TAR DNA binding protein of 43kDa (TDP-43) が、核から消失する。この背景にはTDP-43の量的、質的異常がある。しかし、正常では、TDP-43は、自己調節領域由来mRNAの選択的スプライシングを介し、量が厳格に調節される。なぜ、この自己調節機能が破綻するか不明であった。一方、ALS/FTDの最大の危険因子は加齢である。加齢には、DNAのメチル化修飾が関与する。申請者は、ALS患者脳に特異的なDNAメチル化修飾を見出せば、本症の機序に迫りうると考え、これまでに、1)ヒト運動野で、TDP-43の自己調節領域の脱メチル化が、加齢により進行し、TDP-43の量が増加すること、2)ALSでは、脱メチル化の程度と発症年齢は相関することを示した。しかし、ALS/FTD患者脳と健常脳を明確に区別できる、メチル化修飾は見出されていない。原因として、従来は、TDP-43が核から消失したわずかな罹患細胞と、多くの健常細胞が混在する脳組織を解析していたことが挙げられる。本研究開発課題では、snmCAT-seqという新規のメチローム、トランスクリプトーム解析手法を用いて、単一核レベルで、ALS/FTD罹患神経細胞に特異的なメチル化修飾を解析する。加えて、単一核における、メチロームとトランスクリプトームのデータを対応させる。これにより、DNAメチル化修飾が、孤発性ALS/FTDの早期病態に寄与する機序に迫る。申請者はこれまでに、TDP-43がスプライシング標的とする遺伝子のスプライシング及び老化関連遺伝子の発現パターンをヒトALS患者脳で解明した。さらに、単一核メチローム、トランスクリプト―ム解析のプロトコール樹立に向け、マウスの凍結脳組織を用いて、組織から良好な核を分離・抽出する方法を確立した。そして、分離・抽出した核を抗神経核抗体であるNeuNで染色し、fluorescence-activated cell sorting (FACS) によるプレートソーティングを行うための条件設定を行った。現在、snmCAT-seq法の全工程をヒト凍結脳組織での確立と、ALS患者凍結剖検脳の解析への応用を進めている。