脳老化を制御するプロテアーゼシステムの解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12210019
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 西道 隆臣 理化学研究所, 神経蛋白制御研究チーム, チームリーダー (80205690)
• Keywords: アルツハイマー病 / βアミロイド / ネプリライシン / カルパイン / カルパスタチン / カスパーゼ

Research Abstract

アミロイドAβ(Aβ)分解系については、ネプリライシンが脳内における主要なAβ分解酵素であることを明らかにしたのみならず、老化に伴ったネプリライシンの発現や活性の低下が、部分的であっても、Aβの蓄積、ひいては、アルツハイマー病発症の原因となりうること、および、ネプリライシンの発現や活性を正方向に制御することによって脳内におけるAβ蓄積を抑制できることを示してきた。実際に、ネプリライシンをプライマリカルチャーに強制発現することによって、細胞内外のAβを除去することができることを示した。また、詳細な免疫組織化学的解析によりネプリライシンは、軸索付近およびプレシナプスに存在すること、インターニューロンに強く発現すること、そして、加齢に伴って貫通線維および苔状線維の末端部位で選択的に低下することを観測した。インターニューロンは種々の神経ペプチドの産生部位であると同時に神経ペプチドによる支配を受けているので、神経ペプチドリセプターを介したネプリライシン発現制御機構の存在が示唆される。このことは、アルツハイマー病の脳である種の神経ペプチドのレベルが低下していることとも一致することから、神経細胞特異的にネプリライシンの遺伝子発現を制御する因子(GPCRリガンド)をスクリーニングするための新しい実験系を作成し、スクリーニングを開始し、有力な候補が得られつつある。また、細胞内蛋白分解システムの解析においては、カスパーゼ阻害蛋白質(p35)Tgマウスを用いた解析により、in vivoにおける興奮性アミノ酸による神経細胞死には、カスパーゼよりむしろカルパインが関与していることが示された。現在作成中のカルパスタチンTgマウスとあわせて、様々の様式の神経細胞死の機構の解析に応用できることが期待される。また、カルパスタチン遺伝子破壊マウスの作成についても順調に進行している。

Research Products

• [Publications] Saito, T., Takaki, Y., Iwata, N., Trojanowski, J., Saido.T.C.: "Alzheimer's disease, neuropeptide, neuropeptidase, and Aβ metabolism"Science (SAGE-KE). (in press). (2003)
• [Publications] Fukami, S., Watanabe, K., Iwata, N., Haraoka, J., Lu, B., Gerard, N.P., Gerard, C., St.George-Hyslop, P., Saido, T.C.: "Aβ-degrading endopeptidase, neprilysin, in mouse brain : Synaptic and axonal localization inversely correlating with Aβ pathology"Neurosci. Res.. 43. 39-56 (2002)
• [Publications] Shirotani, K., Tsubuki, S., Lee, H.-J., Maruyama, K., Saido T.C.: "Generation of amyloid b peptide with pyroglutamate at position 3 in primary cortical neurons"Neurosci. Lett.. 327. 25-28 (2002)
• [Publications] Fukami, S., Iwata, N., Saido, T.C.: "Therapeutic strategies of Alzheimer's disease through manipulation of Aβ metabolism : a focus on Aβ-degrading enzyme, neprilysin"Drug Development Research. 56. 171-183 (2002)
• [Publications] Iwata, N., Takaki, Y., Fukami, S., Tsubuki, S., Saido, T.C.: "Region-specific reduction of Aβ-degrading endopeptidase, neprilysin, in mouse hippocampus upon aging"J. Neurosci. Res. 70. 493-500 (2002)
• [Publications] Tomioka M, Shirotani K, Iwata N., Lee Hahn-jun, Yang F, Cole M, Saido, T.C.: "In vivo role of caspases in excitotoxic neuronal death : generation and analysis of transgenic mice expressing baculoviral caspase inhibitor, p35, in postnatal neurons"Brain Res Mol Brain Res. 16. 18-32 (2002)
• [Publications] Takahashi, M., Fukami, S., Iwata, N., Inoue, K., Itohara, S., Itoh, H., Haraoka, J., Saido, T.C.: "In vivo glioma growth requires host-derived matrix metalloproteinase 2 for maintenance of angioarchitecture"Pharmacol. Res. 46. 155-163 (2002)
• [Publications] Saido, T.C.: "Aβ Metabolism and Alzheimer's Disease : -Overview-Aβ metabolism : from Alzheimer research to brain aging control"Landes Bioscience (in press). (2003)
• [Publications] Saido T.C.: "Aβ Metabolism and Alzheimer's Disease : Proteolytic degradation of Aβ by neprilisin"Landes Bioscience (in press). (2003)