TMEM106Bのコア蛋白の蓄積がTDP-43の病態に関与

TMEM106Bは、TDP-43陽性封入体を伴う前頭側頭葉変性症（frontotemporal lobar denegeration with TDP-43 immunoreactive inclusions, FTLD-TDP）のリスク遺伝子として同定されました ^[1]。

またTDP-43タンパク凝集体はFTLD ^[2] や辺縁系優位型加齢性TDP-43脳症（limbic-predominant age-related TDP-43 encephalopathy, LATE） ^[3] など様々なTDP-43プロテイノパチーの脳内で観察されており、

これまで、TMEM106BとTDP-43プロテイノパチーとの関係について、色々と調べられてきました ^{[4, 5, 6, 7]} 。

今回、アメリカ・メイヨークリニックの Dr. Prudencio, Dr. Petrucelli, Dr. Cook らのグループは、

「TMEM106Bで、FTLD-TDPの進行を遅らせるバリアントがあり、TMEM106bのコアタンパク部分の沈着がFTLD-TDPの病態進行に関わっていそうだ」

という事を報告しました ^[8]。

TMEM106Bのコア蛋白の蓄積がTDP-43の病態に関与

FTLD-TDPの進行抑制と関連がありそうなTMEM106Bバリアント

彼らは、メイヨー・クリニックに保管されている患者のデータをもとに、TMEM106BのバリアントとFLTD-TDPの罹患期間との関係を調べました（N=228）。

すると、「TMEM106B rs3173614」のGG/SS185のバリアントを持つFTLD-TDPの患者は罹病期間の中央値が他のバリアント（CC/TT185, CG/TS185）と比べて4年ほど長い事がわかりました。

TMEM106bのフィブリルコア部分を認識する抗体の作製

この保護variantとFTLD-TDPとの関係を調べるため、彼らは従来のTMEM106B抗体ではなく、TMEM106Bフィブリルコア部分に特異的に結合する抗体を作製しました。

この抗体を用いて、ウェスタンブロット（WB）でサルコシル不溶画分を観察すると、グリコシル化されたTMEM106Bが29kDaの部分に観察されました（脱グリコシル剤 PNGase で処置すると、14kDaに観察）。

TMEM106Bのフィブリルコア部分は、TEME106BのFTLD-TDP保護バリアントで減少

彼らはTMEM106b N末抗体と、TMEM106b コア抗体とで、患者脳内にある TMEM106b のサルコシル不溶画分とRIPA可溶画分を WB で観察すると、TMEM106BのFTLD-TDP保護バリアントではN末抗体で認識されるTMEM106bは差がありませんでしたが、コア抗体で認識されるグリコシル化TMEM106bは他のバリアントよりも有意に減少していました。

TME106bのフィブリルコア蓄積はFTLD-TDP TypeAと最も関連が強い

FTLD-TDPはA, B, C, D, Eと5つの病理タイプが報告されていますが、サルコシル不溶TMEM106bフィブリルコアの量が最も多かったのは、FDLD-TDP TypeA の症例でした。

TME106bのフィブリルコア蓄積はTDP-43の機能喪失と関連がある

TMEM106bのフィブリルコア蓄積がTDP-43の病態と関連があるかどうか調べるため、彼らはリン酸化TDP-43の蓄積と、TDP-43欠失によって現れるcryptic exonの一つ、tSTMN2の RNA量を調べました。

すると、TMEM106bフィブリルコア蓄積が多い症例では、リン酸化TDP-43の量も、tSTMN2のRNA量も上昇しており、TMEM106bのフィブリルコア蓄積はTDP-43の病態と深く関連している可能性が示唆されました。

その他、TMEM106Bが関連していそうなパスウェイ等を調べるため、サルコシル不溶画分の29kDaTMEM10bを免疫沈降（Immunoprecipitation, IP）し、質量分析 （mass spectrometry, MS）にかけて関連タンパクを調べてみました。

Gene Ontology (GO) 解析の結果、

• cytoplasmic translation
• ribosome
• intracellular transport
• endocytosis
• pathways of neurodegeneration

などに関連するタンパクが共沈され、

特に、小胞体輸送や早期エンドソームに関連の強い、

• clathrin-mediated endocytosis
• early endosome antigen 1
• Ras-associated binding (RAB) family members

や、レトロマー複合体メンバーの

• vasuolar protein sorting-associated protein 26A (VPS16A)
• VPS35
• VPS29

などが有意にエンリッチメントされていました。

"Pathways of neurodegeneration" 関連では、

• TRAF family member associated NFKB activator (TANK)-binding kinase 1 (TBK1)
• optineurin
• valosin-containing protein (VCP)

などがエンリッチメントされており、KIF5Bは実際にTMEM106BのIPで確認されました。

My View

TMEM106Bは、FTLD-TDPやLATEの他、様々な変性疾患や加齢性疾患の脳内で観察されることがわかってきました ^{[2, 3, 9, 10]}。

その凝集体は、TMEM106BのS120領域で切断されたC末側で構成されていますが ^[8]、

今回はそれよりC末側の191-206をエピトープとした抗体を作製し、TMEM106BフィブリルコアとTDP-43凝集体蓄積、TDP-43機能障害、そして、FTLD-TDPの病期に関連するハプロタイプとの関係について調べていました。

この凝集体、TDP-43と同じく、変性疾患脳と加齢脳に現れるという事で、加齢性疾患の謎を解く鍵があるんじゃないかと、個人的に多いに興味をもって動向を観察しています。

今のところは、TMEM106Bはリソソームの膜タンパクという事で、リソソーム系の機能低下が関連している可能性が高いと思いますが、それだけだったらTDP-43が核内から喪失しなくてもいいんじゃないかとも思うので……何か+αのメカニズムがこれからも色々出てくるんじゃないかなー？

References

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