生体分子及び抗酸化剤のアルツハイマー病βアミロイド線維形成阻害機構の比較解析

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10670198
• Research Institution: FUKUI MEDICAL UNIVERSITY
• Principal Investigator: 内木 広延 福井医科大学, 医学部, 教授 (10227704)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 下条 文武 新潟大学, 医学部, 教授 (20126410)
• Keywords: アルツハイマー病 / βアミロイド線維 / 重合核依存性重合モデル / βペプチド1-42 / アポリポ蛋白E / 抗酸化剤 / 重合核 / 立体構造変化

Research Abstract

1.緒言:われわれは、アルツハイマー病βペプチド(Aβ)のβアミロイド線維(fAβ)の形成過程における、Aβと生体分子および抗酸化剤との相互作用の比較解析を行ってきた。また、fAβの試験管内形成過程を説明する、重合核依存性重合モデルを構築している。このモデルは重合核形成過程と線維伸長過程から構成されており、前者が律速過程として重要である。本年度は、核形成過程と線維伸長過程における相互作用を分離して評価する検討、および、生体内でどの様なAβが重合核として機能しうるかに関して研究を行った。
2.結果:(1)fAβ形成過程におけるβペプチド1-42(Aβ42)とβペプチド1-40(Aβ40)の相互作用の速度論的解析を行いその機構を明らかにした。すなわち、Aβ42とAβ40の混合溶液中で、Aβ42が核を形成し、これにAβ40が結合して線維を形成することを示した。そして、Aβ42が脳内βアミロイド形成に重要な役割を果たしていることが示唆された。(2)アポリポ蛋白E及び抗酸化剤はAβ42の試験管内fAβ形成を阻害する。比較解析の結果、アポリポ蛋白Eと抗酸化剤の阻害機構が異なることが示された。これらの阻害効果は、核形成過程と伸長過程のそれぞれに及ぼしていると考えられる。そこで、両過程への影響を分離し定量的に評価するために、解析的なモデルの構築を試みた。(3)コレステロール代謝に依存して特殊な培養細胞から分泌されるAβ蛋白が、特定の立体構造をとることによりβアミロイド線維形成の重合核として機能することを明らかにした。
3.結語:今年度の研究により、生体内でのfAβ形成における重合核の候補が示された。これらと生体分子および抗酸化剤との相互作用を解析することで、より効果的なアミロイド治療戦略の構築が期待される。

Research Products

• [Publications] Kazuhiro Hasegawa: "Interaction between Aβ(1-42) and Aβ(1-40) in Alzheimer's β-amyloid fibril formation in vitro."Biochemistry. 38・47. 15514-15521 (1999)
• [Publications] Hironobu Naiki: "Kinetic analysis of amyloid fibril formation."Methods Enzymol. 309. 305-318 (1999)
• [Publications] T. Mizuno: "Cholesterol-dependent generation of a seeding amyloid β-protein in cell culture."J. Biol. Chem.. 274・21. 15110-15114 (1999)
• [Publications] Hironobu Naiki: "Apolipoprotein E and antioxidants have different mechanisms of inhibiting Alzheimer's β-amyloid fibril formation in vitro."Biochemistry. 37・51. 17882-17889 (1998)