Screening of amyloid aggregation inhibitors using quantum dot nanoprobe and elucidation of the inhibition mechanism

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H03288
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Chemical biology
• Research Institution: Muroran Institute of Technology
• Principal Investigator: Tokuraku Kiyotaka 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (00332106)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 宗一郎 信州大学, 役員等, 理事 (00105305) ; 橋 友理香 山野美容芸術短期大学, その他部局等, 講師 (40756962) ; 上井 幸司 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (80347905)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: アミロイド / 凝集阻害 / 量子ドット / ハイスループット / スクリーニング / Aβ / タウ / オリゴマー

Outline of Final Research Achievements

Amyloid disease such as Alzheimer's disease is triggered by aggregation of amyloid protein to develop it, and therefore the aggregation inhibitor is useful for prevention and treatment of disease. In this study, we developed an automated microliter-scale high-throughput screening system (MSHTS system) for amyloid β (Aβ) aggregation inhibitors applying real-time imaging method of Aβ aggregation using quantum dots. Furthermore, we screened for inhibitory substances using this automated system and analyzed the structure-activity relationship of active substances. In addition to expanding the MSHTS method to other amyloids (tau, α-synuclein, and amyloid A), we developed a new screening method for inhibitors of amyloid oligomer formation with high neurotoxicity.

Free Research Field

ケミカルバイオロジー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

認知症の過半数を占めるアルツハイマー病の発症には、アミロイドβやタウと呼ばれるタンパク質の脳内での凝集と蓄積が関与しているため、凝集を抑制する物質は病気の予防や治療に有用である。本研究では、不純物を含む天然物エキスのアミロイド凝集抑制活性であっても微量かつ効率的に評価できる自動分析システムの開発に成功し、本手法を用いて様々な凝集抑制物質を発見してきた。今後、本手法や新たに見つかった化合物を用いることで、認知症予防に関する研究が飛躍的に進展することが期待される。