ハンチントン病は常染色体性優性に遺伝する中枢神経変性疾患である。この遺伝子の翻訳産物であるハンチンチンは、推定分子量348kの機能が未知のタンパクである。ハンチントン病遺伝子のエクソン1内にはCAGの3塩基からなる配列が繰り返し連続する領域がある。この繰り返し(リピート)数が、正常では35以下であるのに対し、ハンチントン病の患者では36から120に伸長している。このように、その責任遺伝子中の3塩基の繰り返し数が、患者個体で異常な伸長を示す一群の疾患をトリプレットリピート病と言い、3塩基のリピート数と発症年齢が逆相関の関係にある。

　トリプレットリピート病の中で、トリプレットリピートが責任遺伝子の翻訳領域の中にある疾患群の発症の機序は、遺伝子産物中に出現するポリグルタミン鎖の伸長が、その機能の喪失(loss of function)もしくは新たな機能の獲得(gain of function)をもたらすことによると考えられてきた。ポリグルタミン鎖の伸長が遺伝子産物の構造を破壊することで機能が失われたり、伸長したポリグルタミン鎖を持つ変異型遺伝子産物が野生型の機能を阻害するなどの機構により機能の喪失は説明される。機能の獲得は、(1)構造がポリグルタミン鎖の伸長によって変化し、それに応じて他の分子(タンパク質)との結合力・親和性が新たに生じたり、強くなったりする。(2)ポリグルタミン鎖の伸長によって、新たに他の酵素の基質となる。(3)ポリグルタミン鎖の伸長により遺伝子産物の代謝・異化の速度が変化する。(4)他の分子と、もしくは変異遺伝子産物同士が結合して凝集する、などの機序が考えられる。(1)〜(4)は互いに重なり合った考え方である。

　我々は、機能の喪失という面からハンチンチンの正常機能を調べた。これまでの抗ハンチンチン抗体を用いた研究によると、ウエスタンブロットを用いた研究では野生型ハンチンチンのみならず変異型ハンチンチンも発現することが確認されている。免疫組織化学的研究ではハンチンチンは脳以外の末梢にも広範に存在するが、脳において強く発現しており、細胞質・核周囲・軸索などで特に強く検出される。細胞分画法を用いた研究では可溶性画分、核画分、ミトコンドリア画分、リソゾーム画分のいずれにも存在するが、電子顕微鏡的研究では細胞骨格、特に微小管周囲に多く検出された。我々は、ハンチンチンの機能が微小管と強く関係すると考え、in vitroでの微小管とハンチンチンの間の結合の可能性を生化学的に調べた。

　ラット脳組織(大脳皮質)を用いて、温度依存性に微小管の重合・脱重合を3回行なった。この時の各微小管画分内のラットハンチンチンの存在を抗ハンチンチン抗体で確認した。凍結ヒト大脳皮質(対照および患者脳)の可溶性画分に精製ラットチューブリンを入れて温度依存性に重合させたところ微小管が重合した。この画分中のヒトハンチンチンの存在を調べた。さらに、微小管、微小管関連タンパクとハンチンチンとの結合を調べるため、チューブリン固定化カラム、MAPs(微小管結合タンパク質)固定化カラム、GAPDH(グリセルアルデヒド3リンデヒドロゲナーゼ)固定化カラムにヒト大脳皮質可溶性画分を通し、ヒトハンチンチンがカラムに吸着するかどうかを確かめた。

　ラットハンチンチンは3回の微小管重合・脱重合を通して、重合した微小管と共沈した。ヒトハンチンチンも、ヒト脳可溶性画分中へのラットチューブリン添加により重合が可能になった微小管と共沈した。この時、微小管と共沈した野生型および変異型ハンチンチンの量比は、もとの可溶性画分における量比とほぼ同程度であった。野生型および変異型ハンチンチンはチューブリン固定化カラムやMAPs固定化カラム、GAPDH固定化カラムに吸着しなかった。

　ハンチントン病遺伝子産物ハンチンチンは正常機能として微小管にin vitroで結合する機能があることがわかった。ハンチンチンはMAPsやGAPDHには高い結合力を持って結合するものではなく、チューブリンにも結合しない。微小管に含まれる微量構成因子と高い親和性を持って結合するのか、重合した微小管の構造に結合し、その構成要素単独は認識しない可能性がある。ポリグルタミン鎖が伸長した変異型も、野生型と同程度に微小管に結合することができ、このことはハンチンチンと微小管の結合が発症に直接関連するものではないことを示唆する。我々のデータは、ハンチントン病の発症はハンチンチン中のポリグルタミン鎖の伸長による機能の喪失によるのではない(少なくとも微小管結合能の喪失によるのではない)ことを支持する。

　以上の結果、ハンチントン病の発症の機序はポリグルタミン鎖の伸長による機能の獲得によるという可能性が強くなった。

　1997年以降、ポリグルタミン病の患者脳神経細胞の核内もしくは細胞質内に封入体構造が観察されるという報告が続いている。遺伝子産物(断片)の核内への移行の詳細はまだ不明であるが、細胞質から核膜孔近傍までの移動は細胞骨格(特に微小管)によるものである可能性が高い。今後は核内への移行の各ステップの詳細な解析、ハンチンチン分子の切断・ (ユビキチン化などの)修飾、変異型ハンチンチンに特異的な代謝・修飾の有無、封入体の構成物質の同定など、それらが核内移行に及ぼす影響の検討が必要になるであろう。これらの研究が将来の疾患の治療につながる可能性は高いと考えられる。