脳内Aβ産生を制御する新規分子ILEIに基づくアルツハイマー病の診断治療法

• Project/Area Number: 15K18375
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Neurochemistry/Neuropharmacology
• Research Institution: Shiga University of Medical Science
• Principal Investigator: 劉 磊 滋賀医科大学, 神経難病研究センター, 特任助教 (90726829)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: アルツハイマー病 / アミロイドβ / γセクレターゼ / ILEI / Presenilin

Outline of Annual Research Achievements

1. アルツハイマー病(AD)発症要因における脳ILEI発現レベル低下の意義
ILEIはγセクレターゼ複合体に結合し、基質APP-C99の安定性を低下させAβ産生を抑制する。AD脳ではILEI発現レベルが低下していることから、この発現低下が脳内Aβ増加、引いてはAD発症の一次的要因として関与している可能性があり、モデルマウス作出を通してこれを検証する。ILEIが個体発生において機能する可能性があるため、CaMKIIプロモーター下で神経細胞に特異的、かつタモキシフェン(Tm)誘導性にILEI遺伝子欠失を操作できるコンディショナルノックアウト(ILEI-icKO)マウスの作出を進めている。ゲノム編集を行った受精卵から胚移植を行い産仔を得た。ゲノムPCR及びDNAシーケンシングによりILEI-floxedマウスを選別中である。
2. 診断バイオマーカーとしてのILEIの意義
ILEIは分泌タンパク質であり髄液中に検出される。臨床研究計画について倫理委員会から承認を受け、AD発症前ないし初期軽症例において、髄液中ILEIレベルを検討している。昨年度樹立済のELISAシステムを用い、現在まで15症例の髄液中ILEIの測定を行った。
3. ILEIを標的とする先制医療の探索
ILEIとPS1の結合様式を統計力学3D-RISM理論を用いて解析し、分子設計によるAβ産生阻害薬の開発を目指している。この結合はPS1のC末端細胞外領域にあるDQL配列の近傍であること、この結合が複合体形成に依存せず当該アミノ酸配列によることを見出した。今年度、ILEIの予測構造上にDQL配列の側鎖の分布をマッピングした結果、ILEIのPS1認識部位の候補として、Lys84残基の近傍が特定された。現在、Lys84置換変異体を作製して、培養細胞を用いて解析を進めている。

Research Products

• [Journal Article] Neuronal expression of ILEI/FAM3C and its reduction in Alzheimer's disease. (2016)
  • Author(s): Liu L, Watanabe N, Akatsu H, Nishimura M.
  • Journal Title: Neuroscience Volume: 330 Pages: 236-246
  • DOI: 10.1016/j.neuroscience.2016.05.050
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Immunohistochemical detection of the delayed formation of non-fibrillar large amyloid-β aggregates. (2016)
  • Author(s): Ochiishi T, Itakura A, Liu L, Akatsu H, Kohno H, Nishimura M, Yoshimune K
  • Journal Title: Genes to Cells Volume: 21 Pages: 200-211
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Presynaptic localization of the γ-secretase-inhibiting protein p24α2 in the mammalian brain. (2015)
  • Author(s): Liu L, Fujino K, Nishimura M
  • Journal Title: Journal of Neurochemistry Volume: 133 Issue: 3 Pages: 422-431
  • DOI: 10.1111/jnc.13000
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Aβ産生抑制タンパク質ILEI/FAM3Cの脳内発現様式と加齢に伴う発現減少 (2016)
  • Author(s): 渡邊 直希、劉 磊、赤津裕康、西村 正樹
  • Organizer: 第35回日本認知症学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2016-12-01
• [Presentation] Amyloid-β蓄積を抑制するILEI/FAM3Cのニューロンにおける発現とアルツハイマー病脳における発現低下 (2016)
  • Author(s): 渡邊 直希、劉 磊、赤津裕康、西村 正樹
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] Brain distribution and subcellular localization of ILEI/FAM3C and its reduction with aging. (2016)
  • Author(s): Naoki Watanabe，Lei Liu，Masaki Nishimura
  • Organizer: 第39回日本神経科学会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-07-20
• [Presentation] Aβ generation is regulated by p24α2 at the presynaptic terminals. (2015)
  • Author(s): Liu L, Nishimura M
  • Organizer: BMB2015
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-12-01
  • Invited
• [Presentation] Aβ 産生を抑制するタンパク質ILEIの哺乳類脳内発現． (2015)
  • Author(s): 劉 磊、村山繁雄、西村正樹
  • Organizer: 第34回日本認知症学会
  • Place of Presentation: 青森
  • Year and Date: 2015-10-02
• [Presentation] Pre-synaptic localization of p24α2 in the mammalian brain. (2015)
  • Author(s): Liu L, Nishimura M
  • Organizer: 第56回日本神経科学会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-07-28