2016 Fiscal Year Research-status Report
２１トリソミーから考える新規アルツハイマー病治療薬の開発
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16K08274
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
浅井 将 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 助教 (90383223)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩田 修永 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 教授 (70246213)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ダウン症 / アルツハイマー病 / ネプリライシン / DYRK1A / リン酸化 / 21番染色体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
21番染色体がトリソミーとなっているダウン症患者は早期から脳内にアミロイドβペプチド（Aβ）が沈着し、アルツハイマー病様の病理を呈する。ダウン症責任領域に存在する二重特異性チロシンリン酸化調節キナーゼ1A（dual-specificity tyrosine-(Y)-phosphorylation-regulated kinase 1A, DYRK1A）の過剰発現は、Aβの主要分解酵素であるネプリライシンを制御し、ダウン症患者におけるAβ分解系の低下を介したAβ蓄積の誘因となり得る。
DYRK1Aはアルツハイマー病関連分子でタウや、Aβの前駆体タンパク質であるAPP（amyloid precursor protein）、Aβ産生を担うプレセニリン1をリン酸化することが報告されていることから、DYRK1Aによるネプリライシンの細胞内領域のリン酸化を詳細に解析した。神経系株化細胞にDYRK1Aを過剰発現させリン酸化特異的抗体を用いたウェスタンブロット解析によって、ネプリライシンの6番目のSer、15番目のThr、25番目のThrのリン酸化が亢進した。さらに、リコンビナントDYRK1Aとネプリライシンの細胞内領域の合成ペプチドを用いたin vitroキナーゼアッセイによって、11番目、15番目、25番目のThrの直接的なリン酸化が確認された。
本研究から、DYRK1Aはネプリライシンの15番目、25番目のThrを直接リン酸化すること、また6番目のSerについては他のキナーゼを介したプライミングキナーゼとしての作用であることが示唆された。
またDYRK1Aはアルツハイマー病に対して増悪因子であることから、その阻害剤は有用な治療薬となり得る。そこで、DYRK1A阻害剤のスクリーニングを行うためにAlphaLISAを利用した実験系の確立を目指している。
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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
DYRK1Aによるネプリライシンのリン酸化部位を培養細胞およびin vitroでの試験管の実験系で同定し、AlphaLISAを利用したDYRK1A阻害剤のスクリーニング系の立ち上げの目処が立ったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
・DYRK1Aのノックダウンや薬理学阻害によるネプリライシン活性の解析
DYRK1AのsiRNAを用いたノックダウンや既存の阻害剤を用いた薬理的作用によってDYRK1Aのキナーゼ活性阻害位を行い、その際の培養上清中のAβ量をサンドイッチELISAで定量する。またAβ量とネプリライシン活性の相関を解析する。
・DYRK1Aによるネプリライシンのリン酸化阻害化合物のスクリーニング
リコンビナントDYRK1Aおよびネプリライシンの細胞内領域にビオチンを付加した合成ペプチドを用いたAlphaLISAによるDYRK1Aの阻害化合物のスクリーニング系を確立し、化合物ライブラリーから新規DYRK1A阻害剤のスクリーニングを行う。
スクリーニングでヒットした化合物処理による培養細胞系でのネプリライシンのリン酸化、活性、発現を解析し、既存の阻害剤と比較する。
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| Remarks |
長崎大学大学院 医歯薬学総合研究科生命薬科学専攻 分子創薬科学講座ゲノム創薬学研究室ホームページ
http://www.ph.nagasaki-u.ac.jp/lab/biotech/index-j.html
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[Presentation] ダウン症患者におけるネプリライシンおよびタウの発現変化2017
Author(s)
浅井 将, 金城 亜衣美, 木村 祥子, 森 亮太郎, 川久保 昂, 高島 志風, 城谷 圭朗, 柳下 聡介, 丸山 敬, 岩田 修永
Organizer
第90回日本薬理学会年会
Place of Presentation
長崎ブリックホール・長崎新聞文化ホール アストピア（長崎県長崎市）
Year and Date
2017-03-15 – 2017-03-17
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[Presentation] ダウン症関連遺伝子DYRK1AとRCAN1がもたらすアルツハイマー病神経病理における機能的役割に関する研究2016
Author(s)
川久保 昂, 森 亮太郎, 木村 祥子, 高島 志風, 宮田 愛彦, 垣矢 直雅, 津吹 聡, 西道 隆臣, 浅井 将, 城谷 圭朗, 岩田 修永
Organizer
第89回日本生化学会大会
Place of Presentation
仙台国際センター・東北大学川内北キャンパス（宮城県仙台市）
Year and Date
2016-09-25 – 2016-09-27
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