G-四重鎖は、毒性TDP43の凝集から守るかもしれない。

TDP43は、細胞がRNAを扱う方法に重要な役割を果たすタンパク質だよ。RNAはタンパク質の生産を助ける分子で、TDP43は主に細胞の核で働いてるけど、細胞が健康なときでも細胞質にいることがあるんだ。TDP43に問題があると、嚢胞性線維症や筋萎縮性側索硬化症（ALS）、前頭側頭型認知症（FTLD）、慢性外傷性脳症（CTE）などの深刻な病気を引き起こすことがあるよ。TDP43の凝集は、最も一般的なALSの特徴で、全体の約90%のケースを占めてるんだけど、なぜTDP43が凝集するのかはまだ謎なんだ。

#TDP43研究におけるRNAの重要性

RNAがTDP43の活動を助ける可能性に興味が持たれてるんだ。例えば、lncRNA NEAT1と呼ばれる長いRNAは、酵母やヒト細胞を使った実験でTDP43の毒性効果を減少させることが示されてるよ。さらに、TDP43に結合する短いRNA断片も、TDP43の有害な凝集を減らすのに有望だって言われてる。

#G-四重鎖とTDP43の関係

TDP43は、RNA内の特別な構造であるG-四重鎖（G4）に結合することが知られてるんだ。G4は、ヌクレオチドの一種であるグアニンが重なり合ってできるんだ。SELEXと呼ばれる方法を使った研究では、TDP43が他のパートナーと効果的に相互作用できないときにG4に最もよく結合することが示されたよ。TDP43がG-四重鎖を含むRNAを細胞内の特定の場所に移動させて局所的にタンパク質を生産するのを助けてる可能性があるって考えられてる。でも、その関係の本質と、誤って折りたたまれたTDP43が関与しているかどうかは、さらに調査が必要なんだ。研究によると、G4は細胞内のTDP43の集積に対抗するのを助けるかもしれないんだ。面白いことに、ストレス条件下では、細胞はこれらのG4構造をより多く生成する傾向があるんだ。

#G4がTDP43の凝集に与える影響

G4の可能性を考慮して、これらがTDP43の凝集や毒性を減らす助けになるか理解しようとしたんだ。私たちは、制御された実験室の設定でG4がTDP43にどのように影響するかテストしたよ。異なる形のTDP43を比較して、G4と混ぜたときの凝集の仕方を観察したんだ。結果は、特定のG4とTDP43を組み合わせたときに、TDP43の凝集が遅くなったことを示して、保護効果があることを示唆したよ。

#酵母細胞での実験

さらに調査するために、TDP43を発現する酵母細胞を使ったんだ。G4を加えることで、高いTDP43レベルによって引き起こされる細胞死が減少しただけでなく、TDP43を発現する生存細胞の割合が増えたんだ。これはG4が細胞内でTDP43を安定させるのに役立つことを示唆してるよ。また、TDP43に結合することが知られている異なるRNA配列をテストしたところ、これらも酵母細胞内でTDP43レベルを増加させ、その安定性を高めることがわかったよ。

#哺乳類細胞でのG4のテスト

酵母での効果を確認した後、HEK293T細胞という哺乳類細胞に移ったんだ。TDP43の凝集を引き起こすことが知られている酸化ストレスを模した状況を作ったよ。TDP43を過剰発現させた細胞にストレスを与えたとき、タンパク質が凝集するのを観察したんだ。G4に結合できる2つの小さな分子、ピリドスタチン（PDS）とそのアナログであるカルボキシピリドスタチン（cPDS）をテストしたよ。ストレスを導入する前にこれらの化合物を細胞に加えると、TDP43の凝集が大幅に低下して、細胞の核内でTDP43がより拡散した分布になったんだ。

#運動神経のような細胞での結果

人間の運動神経に似た細胞でこれらのG4結合分子がどれだけ効果的か評価するために、NSC-34細胞を使用したよ。前と同様、ストレス条件下でTDP43が過剰発現すると、TDP43は核を出て細胞質に凝集したんだ。でも、ストレスに曝露する前にこれらの細胞をPDSやcPDSで処理すると、TDP43は主に核内に留まり、有害な凝集を形成しなかったんだ。これは保護効果を示してるよ。

#細胞生存率の検査

G4結合剤がTDP43レベルが高いときに細胞の生存に影響を与えるかどうかも知りたかったんだ。TDP43なしのテストでは、ストレスの有無にかかわらず細胞生存にあまり変化がなかったよ。しかし、TDP43が過剰生産されると、特にストレス下で細胞死率が増加したんだ。cPDSを加えることで、コントロール条件に比べてより多くの細胞が生存できることが助けられたことがわかったよ。

#G-四重鎖とTDP43聚集体

G4がTDP43の凝集にどのように影響したか理解するために、ストレスを受けた細胞内にTDP43とG4が一緒に存在するかを調べたんだ。特別な染色技術を使ってG4を視覚化して、実際にストレス下でTDP43の凝集と共に共局在していることがわかったよ。この発見は、G4が細胞内のTDP43の挙動に影響を与える役割を持っているという考えを支持してる。

#結論：新しい治療の道

全体的に、私たちの研究はG4構造がさまざまな細胞モデルでTDP43の凝集と毒性に大きな影響を与えることを示唆してるよ。この結果は、TDP43の誤局在や凝集が関与する病気の治療において、G4をターゲットにすることが有望な戦略かもしれないってことを示してる。TDP43はG4と相互作用する神経変性疾患に関連する唯一のタンパク質じゃないから、このアプローチはより広範な条件にも役立つ可能性があるんだ。これらの発見を効果的な治療法に活かすためには、メカニズムを完全に理解するためのさらなる研究が必要だよ。