βアミロイドN端を切断するプロテアーゼのアルツハイマー病発症前診断への応用

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10557251
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 松本 明 神戸大学, 医学部, 助教授 (80181759)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊東 恭子 神戸大学, 医学部, 講師 (80243301)
• Keywords: アルツハイマー病 / βアミロイド / βセクレターゼ / セリンプロテアーゼ / 発症前診断 / 天然基質

Research Abstract

近年の家族性アルツハイマー病の分子遺伝学・分子生物学的成果の蓄積により、脳におけるβアミロイド前駆体蛋白(APP)の代謝、βアミロイドの形成およびその凝集・線維化のプロセスが本疾患の病態生理の深く関わっていると理解されつつある。また、βアミロイド形成に直接関与するsecretase類(α、βおよびγ)の候補はかなり報告されているが、殆どは合成基質に対する活性であり、ヒト脳の系で確実に同定されたのもは未だない。研究対象とした68Kセリンプロテアーゼは家族性アルツハイマー病由来リンパ球より独自に単離・精製した酵素で、合成βアミロイド基質をそのN端で切断し、リンパ球由来の16kDaβアミロイド含有ペプチドをもおそらくそのN端で切断するβ-secretaseであると思われる(Matsumoto,A.et al.Biochemistry,33,3941-3948、1994)。
アルツハイマー患者のリンパ球より精製した68Kセリンプロテアーゼはリンパ球APP(LAPP)を切断し14kDaのβアミロイド含有ペプチドを形成するが、予想に反し海馬由来APPを切断しなかった(論文1)。すなわち各組織の天然APP基質からのAβ切り出しにはその組織特異的な酵素が実際機能していることが推定された。そこで、ヒト天然APPに対する切断活性特に中性pH域におけるpアミロイド形成(切り出し)活性を脳海馬より探索した(論文2)。ヒト脳由来APPはAPP695のほかLAPPをコア蛋白としコンドロイチン硫酸をもつプロテオグリカンの一種アピカンからなり、LAPPからなるリンパ球と分子構造を異にする。リガンド特異的アフィニテイーク口マトグラフィーと非変成ゲル電気泳動法を用い、各脳画分の天然APP分解活性を抗Aβ抗体をもちいたWestern法によりアッセイした。その結果、脳APPをAβ-N端近傍および他数箇所を切断する活性(HBP40プロテアーゼ)を見いだし、単離精製した。また本プロテアーゼに対する特異抗体を用い遺伝子単離、cDNA解析、免疫組織化学的解析(アルツハイマー病脳を含む)を行った(投稿中)。

Research Products

• [Publications] A.Matsumoto et al.: "A novel human brain protease capable of generating natural β-amyloid-containing peptides from natural substrate." Clin.Neurosci.51. 26-27 (1998)
• [Publications] A.Matsumoto et al.: "A human brain proteolytic activity capable of cleaving natural β-amyloid precursor protein is affected by its substrate glycoconjugates." Neurosci.Lett.242. 109-113 (1998)