2016 Fiscal Year Research-status Report
酸化ストレス防御によるアルツハイマー病治療原理の確立
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15K19036
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
橋本 翔子 国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 基礎科学特別研究員 (50632890)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | アルツハイマー病 / 酸化ストレス / グルタチオン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
抗酸化物質であるグルタチオン欠乏による酸化ストレスが、アルツハイマー病（AD）の進行へ及ぼす影響を解析している。グルタチオン合成の律速酵素Glutamyl-Cysteine Ligase （GCL） は、GCLC（GCL-Catalytic subunit）とGCLM（GCL-modifier subunit）の二量体から成る。そこで、GCLC及びGCLMのノックアウト（KO）とADモデルマウス（APPノックインマウス: APP-KI）の掛け合わせマウスの脳をサンプリングし、病理解析をすることで、酸化ストレスがAD進行に与える影響を解析することを試みている。前年度までに、CRISPR/Cas9の技術を用いたGCLC・GCLMのKOマウスの作製に成功している。GCLCのホモノックアウトは胎生致死のため、神経特異的にGCLCを欠損させた、GCLCのコンディショナルノックアウトマウス（cKO）も入手した。各種KOマウスはそれぞれ異なるグルタチオン欠乏度合を示した。これらをAPP-KIと交配させ、交配マウスの解析を開始した。4ヵ月齢での解析の結果、グルタチオンが中程度から強度に欠乏したGCLM-KOとGCLC-cKOでは顕著なタウのリン酸化の亢進がみられた。さらに、8ヵ月齢のGCLC-cKOマウスでは神経細胞死を伴った脳の萎縮（特に大脳皮質・海馬）がみられた。このことから酸化ストレスの強度な亢進は、ADでみられる病理を増悪させることが証明された。酸化ストレスが悪影響を及ぼすことは広く提唱され、in vitroの実験において証明がなされているが、酸化ストレスがマウスの脳組織に及ぼす影響について病理レベルで明らかにされていなかった。本実験において、それが明確にできたことは非常に実りあることである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、グルタチオン合成の律速酵素Glutamyl-Cysteine Ligase （GCL） のサブユニットである、GCLC（GCL-Catalytic subunit）とGCLM（GCL-modifier subunit）のノックアウト（KO）マウスの作製を終え、アルツハイマー病（AD）モデルマウスであるAPP-KIとの交配を行った。さらに、現在はその交配マウスの解析を進め、一定の成果を得ている。また、さらに強度なストレス亢進がADに及ぼす作用を調べる目的で神経特異的にGCLCを欠損させた、GCLCのコンディショナルノックアウトマウス（cKO）も入手し、APP-KIとの交配マウスの解析も行っている。また、前年度までに老化やADはグルタチオンの量及びグルタチオン合成酵素であるGCL-Catalytic subunitの発現を減少させることを明らかにした。そのメカニズム解析についても進め、一定の成果を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
各種グルタチオン欠乏―アルツハイマー病（AD）モデルマウス（さらに老齢マウス）の解析を進める。さらに、グルタチオン欠乏による酸化ストレスが、なぜタウ病理の亢進・神経細胞死誘導をするのか、メカニズムの解析を行う。
また、前年度までに老化やADはグルタチオンの量及びグルタチオン合成酵素であるGCL-Catalytic subunitの発現を減少させることを明らかにした。そのメカニズム解析についても進めてきたが、今年度はさらに詳細なメカニズムを明らかにする。
これらの解析により、これまでは仮説として提唱されてきた酸化ストレスがADや老化に及ぼす作用について、in vivoで証明されることで大きな成果になると考えられる。
また、当初予定にしていたアデノ随伴ウイルス（AAV）を用いたGCLC過剰発現によるAD治療原理の確立は最終年度に行う予定にしている。
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| Causes of Carryover |
今年度支出の端数として2円余ってしまった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度物品費の足しに使用する。
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