アルツハイマー・アミロイド前駆体蛋白質の培養神経細胞間シナプス形成に対する作用

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07858089
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Institute for Neuroscience
• Principal Investigator: 川原 正博 (財)東京都神経科学総合研究所, 神経生化学研究部門, 主事研究員 (40224828)
• Keywords: 培養大脳皮質・海馬神経細胞 / βアミロイド蛋白 / イオンチャネル / 亜鉛 / 免疫組織化学 / Western blotting / patch-clamp / アルツハイマー病

Research Abstract

アルツハイマー病βアミロイド蛋白の神経毒性のメカニズムを探り、βアミロイド前駆体蛋白質(APP)の生理的役割を探るために、初代培養大脳皮質・海馬神経細胞系におけるAPPの発現変化をWestern blotting法を用いて検討した。その結果、培養大脳皮質、海馬神経細胞いずれにおいても培養細胞中におけるAPPの産生ならびに培養液中へのsecreted APPの分泌が観察された。これは、培養細胞間でシナプスが形成される培養後約1週間の時期で顕著に観察された。さらに、実験的に切断などの方法で培養細胞に損傷を加えることによってAPPの産生は増大した。抗APP抗体を用いる免疫組織化学によって、神経細胞及びアストロサイトが強染されているのが観察された。また、βアミロイド蛋白を視床下部由来の神経細胞株(GT1-7)に投与し、patch-clamp法によってその効果を電気生理学的に観察したところ、カチオン選択的なイオンチャネルが形成されていることが判明した。形成された50〜500pSにおよぶ巨大なイオンチャネルは、人工細胞膜上でβアミロイド蛋白によって形成されたイオンチャネルと同様の性質を持ち、生体内濃度の亜鉛イオンによって抑制された。
これらの結果から、βアミロイド蛋白が膜に取り込まれてイオンチャネルを形成し、Ca^<2+>イオンなどのイオンバランス異常を引き起こし最終的に神経細胞死につながるメカニズムが考えられる。さらに、神経細胞死が引き起こされるとAPPの産生が促進されβアミロイド蛋白の分泌が増大することによって、神経細胞死の悪循環が生じ、最終的にアルツハイマー病が発症する仮説が考えられる。

Research Products

• [Publications] Masahiro KAWAHARA: "Amyloid β-Protein forms cation-selective channels across excised membrane patches from GnRH neurons" Neurobiology of Aging. 17(印刷中). (1996)
• [Publications] Masahiro KAWAHARA: "Effects pf site-specific mutagenesis on the aggregation of amyloid β-protein (AβP) : interactions with aluminum" Society for Neuroscience Abstracts. 21. 476 (1995)
• [Publications] 川原正博: "アルミニウムの神経毒性" Brain Medical. 7. 21-27 (1995)
• [Publications] 川原正博: "アルツハイマー病と微量金属" 老年精神医学雑誌. 6. 1105-1113 (1995)
• [Publications] 川原正博: "膜蛋白質の細胞外ドメインもリン酸化される-アルツハイマーβアミロイド蛋白質の修飾" 蛋白質核酸酵素. 41. 74-75 (1996)
• [Publications] 川原正博: "季刊化学総説「微量金属の生体作用」日本化学会編" 学会出版センター, 1-239 (1995)