初代培養系神経細胞での遺伝子導入によるアミロイドタンパク質の代謝の検討

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04268219
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research
• Principal Investigator: 丸山 敬 (財)東京都臨床医学総合研究所, 遺伝情報研究部門, 研究員 (30211577)
• Keywords: アルツハイマー病 / アミロイドタンパク質 / セクレターゼ / ベータタンパク質 / 分子生物学

Research Abstract

アルツハイマー病の病因として、アミロイドタンパク質前駆体(APP)に由来するβタンパク質の異常蓄積が考えられている。APPの代謝経路としては、βタンパク質の配列内で切断する「secretase系」と、各種の代謝産物を生じる「ライソゾーム系」が存在する。βタンパク質の異常蓄積の原因を追及するために、培養細胞でのAPPの代謝を検討した。
発現実験の容易なサル腎臓線維芽細胞由来のCOS細胞で部位特異的な変異を加えたAPPを発現させた。昨年来の研究によりsecretaseはAPPのアミノ酸配列ではなく膜からの立体構造を認識してAPPを切断していることが明かになっている。そこで細胞膜の内側に位置すると推定される3個連続したリジン残基Lys724-Lys-LysをGlu-Gluに変更したところ、変異APPはsecretaseによって切断されなくなったばかりでなく、本来ならば細胞内に存在するC末端まで、細胞表面に露出することが明らかになった。最近の研究では、正常状態でもある程度のβタンパク質が生成されることが確認されている。しかし、膜内に埋め込まれたβタンパク質のC末がどのように切断されるのかが疑問であった。今回の結果により、ある条件では、APP分子全体が膜から露出しうることが判明した。今後、さらにこの実験系によってβタンパク質の生成機構を解明していきたい。
アルツハイマー病の病変は脳に限局していることから、神経細胞特有のAPP代謝経路が存在する可能性がある。そこでヒト神経芽細胞腫由来の培養細胞(NB-1)でのAPPの代謝を検討した。このAPP cDNAを導入した細胞はdibtyl cAMPによって神経突起を伸張させるとAPPの発現が上昇するともに死滅した。このことから過剰のAPPを神経系へ分化した細胞は処理できなくなり、神経毒性となることが示唆された。引続き、APPの神経細胞での代謝と機能を検討していきたい。

Research Products

• [Publications] Mihoko Usami,Wakako Yamao-Harigaya,Kei Maruyama: "The Triplet of Lysine Residues (Lys^<724>Lys^<725>-Lys^<726>)of Alzheimeis Amyloid Precursor Protein Playsan impirtant Role in Membrane Amchoruge hnd Proccssing" Jounal of Neurochemistry. (1993)