Research on the mechanism of Alzheimer's disease by the analysis of the single-molecule dynamics
| Project/Area Number |
23K21299
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| Project/Area Number (Other) |
21H02450 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 43040:Biophysics-related
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
坂内 博子 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (40332340)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前田 純宏 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (70443025)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
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| Keywords | アルツハイマー病 / タウ / iPS細胞 / １分子解析 / タンパク質凝集 / アミロイドβ / １分子イメージング / シナプス |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では（１）アルツハイマー病の病理に応じて特異的に現れる膜分子動態異常は何か？ （２）アルツハイマー病の進行を反映する膜分子動態異常は存在するか？ （３）膜分子動態異常がどのように神経機能の異常や細胞死をひきおこすのか？という問いに答える。様々なアルツハイマーモデル神経細胞やヒトiPS細胞において複数の膜分子の分子動態を１分子レベルかつ網羅的に計測し、アルツハイマー病の発症と進行に伴っておこる膜分子動態異常を見出し、原因となる異常タンパク質の生成から神経細胞死に至る分子機構を解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではアルツハイマー病の病理に応じて特異的に現れる膜分子動態異常は何か？ アルツハイマー病の進行を反映する膜分子動態異常は存在するか？ 膜分子動態異常がどのように神経機能の異常や細胞死をひきおこすのか？という問いに答えることを目標としている。
今年度は、アルツハイマー病の様々な病理モデルの作成とその細胞レベルの病理の検証を行なった。アミロイドβ(Aβ）細胞外投与モデルでは、Aβモノマー・オリゴマーが興奮性シナプスの構造に影響を与えるかを、定量的免疫蛍光染色法を用いて検討した。Aβオリゴマーを数日間投与した細胞において興奮性シナプスの異常が起こる可能性が示唆された。タウ過剰発現モデルにおいては、樹状突起スパインの数に変化がおこる可能性が示された。
量子ドット１分子イメージングを効率よく行うために、複数の分子を同一の細胞で観察する新しいラベル法を開発した。細胞膜分子のラベルは、目的分子の細胞外エピトープを認識する抗体を用いて行われる。GABAA受容体の抗体にオリゴDNAを融合し、そのオリゴDNAの相補配列を融合した量子ドットを標的させて神経細胞をラベルしたところ、2次抗体を用いた実験と同様の膜分子動態が計測できた。異なるDNA配列を用いてリン脂質を同時に、異なる波長の量子ドットでラベルしたところ、２種類の分子を精度良く観察し分けることができた。
研究分担者はアルツハイマー病関連のタウA152T変異を持つヒトiPS細胞を樹立し、興奮性神経細胞誘導系を確立した。その細胞において、シナプス関連分子の局在を野生型との比較を行なった。現在のところ、大きな表現系は見出されていない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
アルツハイマー病のモデル細胞系が複数確立できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度確立したアルツハイマー病モデル動物神経細胞・およびiPS細胞において、細胞膜分子の１分子イメージングによる膜分子動態解析、カルシウムイメージング法による神経細胞の活動の解析を行う。複数のモデルで、複数の膜分子動態を網羅的に解析することにより、アルツハイマー病に共通する分子動態異常を見出す。A152T以外のタウ変異を持つiPS細胞を作成に着手する。
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Report
(1 results)
Research Products
(7 results)
