エクソソームの輸送先選択性に基づきタウの伝播阻止を目指すアルツハイマー病治療

Research Project

Project/Area Number	22K07503
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 52020:Neurology-related
Research Institution	Teikyo University
Principal Investigator	磯尾紀子帝京大学, 医学部, 講師 (90548330)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	林俊宏帝京大学, 医学部, 教授 (60505890) 磯尾直之帝京大学, 医学部, 講師 (80420214)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000) Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords	アルツハイマー病 / エクソソーム / タウ / 輸送機構 / 脳内伝播
Outline of Research at the Start	アルツハイマー病における病原性タンパク質タウの脳内伝播を担うエクソソームには輸送先を規定する特性が備わっており、輸送先を規定する因子が存在するという仮説を検証するため、細胞内タウ凝集体の形成誘導が可能な細胞株をアルツハイマー病の疾患モデル細胞として新しく樹立し、その細胞から放出されるエクソソームの特性を疾患モデルマウスを用いて解析することによってタウの脳内伝播を担うエクソソームを同定した上で、タウの輸送先を規定する因子を探索・同定する。さらに輸送先規定因子を標的とした治療法を開発する。
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、アルツハイマー病における病原性タンパク質であるタウの脳内伝播を担うエクソソームを同定し、その輸送先を規定する特性を明らかにするとともに、その輸送経路を特異的に遮断する方法を開発することを目的としている。当該年度は、NanoSightを用いた粒子径測定や電顕像観察によりヒトP301S変異型タウを発現するNeuro2a細胞から精製・回収したタウ内包エクソソームがエクソソームとしての形態学的特徴を保持していることを確認した。さらに密度勾配遠心法を用いた分画による生化学的解析の結果、エクソソームに内包されるタウがAnnexin A2とよく局在が一致すること、タウが内包されることによりAnnexin A2がより密度の小さい画分へ集積することを見出した。このタウとAnnexin A2の局在パターンはエクソソームマーカータンパク質であるCD9/63/81の局在パターンとは一致せず、タウはAnnexin A2と共に古典的なエクソソームとは異なるエクソソームに内包されることが示唆された。また、タウ内包エクソソームをDiI等の脂溶性色素による膜の蛍光標識を行った上で神経細胞の培養上清中へ添加し、細胞へのuptake能をライブセルタイムラプスイメージングにより解析した。タウ内包エクソソームは経時的に細胞内へとuptakeされることが明らかになり、神経細胞から放出された後に神経細胞へとuptakeされる点で細胞間輸送への関与が示唆された。この膜を蛍光標識したタウ内包エクソソームを野生型マウスの海馬CA3領域に注入したところ、7日後にはCA1の神経細胞の投射先である海馬台の神経細胞内にエクソソームの蛍光と共にタウの局在が確認でき、CA3の神経細胞からCA1の神経細胞を介して海馬台へと細胞間輸送が生じたものと考えられた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason これまでに樹立したヒトP301S変異型タウを発現するNeuro2a細胞由来のタウ内包エクソソームについて形態学的・生化学的解析を行った結果、エクソソームとしての特性を保持していることが確認され、in vitroおよびin vivoでの検証により細胞間輸送への寄与も明らかになりつつある。また、LC/MS-MSによるタウ内包エクソソームのプロテオミクス解析を実施中であり、エクソソームの輸送機構の解明を目指した研究が進展しているものと考えている。
Strategy for Future Research Activity	現在、細胞内でタウ凝集体を形成する疾患モデル細胞株の作製を進めており、この細胞由来のエクソソームには細胞死を惹起する病原性を獲得したタウが多く内包されることが期待される。そこでこの病原性タウ内包エクソソームの特性についての解析をin vitro、in vivoの両面で進め、細胞間輸送機構を明らかにしていく。