β-アミロイドペプチドの脳内in vivo分解システムの解明

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12672167
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 岩田 修永 理化学研究所, 神経蛋白制御研究チーム, 研究員 (70246213)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 津吹 聡 理化学研究所, 神経蛋白制御研究チーム, テクニカルスタッフ(研究職) (20217368) ; 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(研究職) (80205690)
• Keywords: アルツハイマー病 / ベータ-アミロイド / ネプリライシン / 中性エンドペプチダーゼ / プロテオリシス / ノックアウトマウス / 大脳皮質 / 海馬

Research Abstract

研究計画調書に従って、本年度はネプリライシンノックアウトマウス脳内のAβ1-42分解能力(1)と内在性Aβレベル(2)について検討した.
1.マウス脳へRI多重標識Aβ1-42を注入しその分解過程をradio-HPLCシステムにより解析した.野生型マウス(NEP^<+/+>)ではRI標識Aβは30分以内に大部分が分解を受け、この分解はネプリライシンの特異的阻害剤チオルファンの前投与により著しく抑制された.一方、ネプリライシンノックアウトマウス(NEP^<-/->)脳ではRI標識Aβの分解能力に著しい低下が認められ、注入後30分でも90%以上が分解を受けずに残存していた.また、heterozygoteのネプリライシンノックアウトマウス(NEP^<+/->)でもAβ1-42の分解は部分的に低下していることも判った.
2.マウス大脳の105,000xg沈殿画分をグアニジン塩酸で可溶化後、Aβ含量を特異抗体を用いるELISAシステムにより測定した.NEP^<-/->マウス脳内のAβ42レベルはNEP^<+/+>マウスに比較して2倍の上昇が認められた.この上昇率は家族性アルツハイマー病原因遺伝子であるプレセニリン1のトランスジェニックマウスまたはノックインマウスでの程度に匹敵した.また、NEP^<-/->マウス脳ではAβ42のみならずAβ40のレベルの上昇も認められることから、ネプリラシシンはAβ42同様Aβ40分解酵素としてもin vivoで機能することが示された.脳内Aβレベルはネプリライシン遺伝子+/+<+/-<-/-の順に上昇し、脳内Aβレベルとネプリライシン遺伝子量との間に逆相関関係が存在することが明らかになった.
以上の結果は、ネプリライシンがin vivoで機能する主要なAβ分解酵素であることを示すと共に脳内ネプリライシンレベルの低下はAβ蓄積の原因になりうる可能性を示唆する.

Research Products

• [Publications] Iwata,N.,Tsubuki,S.,Takaki,Y.,Watanabe,K.,Sekiguchi,M.,Hosoki,E.,Kawashima-Morishima,M.,Lee,H.-.J.,Hama,E.,Sekine-Aizawa,Y.,Saido,T.C.: "Identification of the major Aβ1-42-degrading catabolic pathway in brain parenchyma : Suppression leads to biochemical and pathological deposition."Nature Med.. 6 . 143-151 (2000)
• [Publications] Iwata,N.,Tsubuki,S.,Hama,E.,Takaki,Y.,Shirotani,K.,Saido,T.C.: "Clearance of amyloid β-peptide from brain : transport or metabolism?"Nature Med.. 6. 718-719 (2000)
• [Publications] Takaki,Y.,Iwata,N.,Tsubuki,S.,Taniguchi,S.,Toyoshima,S.,Lu,B.,Gerard,N.P.,Gerard,C.,Lee,H.-J.,Shirotani,K.,Saido,T.C.: "Biochemical Identification of the neutral endopeptidase family member responsible for the catabolism of amyloid β peptide in brain."J.Biochem. 128. 897-902 (2000)
• [Publications] Sekine-Aizawa,Y.,Hama,E.,Watanabe,K.,Tsubuki,S.,Kanai-Azuma,M.,Kanai,Y.,Arai,H.,Aizawa,H.,Iwata,N.,Saido,T.C.: "Matrix metalloproteinase (MMP) system in brain : Identification and characterization of brain-specific MMP highly expressed in cerebellum"Eur.J.Neurosci.. (in press). (2001)
• [Publications] 高木淑江,岩田修永,西道隆臣: "Aβ産出・代謝・蓄積のメカニズム"脳の科学. 増刊. 111-116 (2000)
• [Publications] 岩田修永,西道隆臣: "βアミロイドの脳内分解"Dementia Japan. 14. 80-88 (2000)
• [Publications] 津吹聡,岩田修永,西道隆臣: "Aβ分解系に関する新知見-中性エンドペプチダーゼの関与-"最新医学. 55. 31-37 (2000)