2017 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岩田 修永 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 教授 (70246213) [Withdrawn]
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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 |
ダウン症は、主に21番染色体がトリソミーになることに起因する。ダウン症者は40代という早期からアルツハイマー病（Alzheimer’s disease, AD）を発症し、この原因は「一次原因物質であるアミロイドβペプチド（amyloid-β peptide, Aβ）のアミロイド前駆体タンパク質（amyloid precursor protein, APP）をコードする遺伝子が21番染色体に存在するから」と考えられてきた。しかしながら、APP遺伝子に変異を有する家族性AD家系の解析からAβの産生量とADの発症年齢は必ずしも相関せず、21番染色体にAD増悪因子の存在を示唆された。
そこで本研究課題では、ダウン症の表現型に関連深い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）に着目し、Aβの主要分解酵素であるネプリライシン（neprilsyin, NEP）へのリン酸化について解析した。DYRK1Aの過剰発現によりNEP細胞内領域内の5つの推定リン酸化部位のうち、6番目のSer、11、15、25番目のThrのリン酸化が亢進した。リコンビナントDYRK1AとNEP細胞内領域部分ペプチドのin vitroキナーゼアッセイでは4つのリン酸化がすべて起きるわけではなかった。このことから、DYRK1Aはプライミングキナーゼとして作用することが示唆された。また、NEPの推定リン酸化部位のAla変異体は、野生型NEPよりも発現が亢進、または分解が抑制することがわかった。AlphaLISAによるDYRK1A阻害剤のスクリーニング系を確立するために、NEP細胞内領域にdPEG11をスペーサーとして結合させたビオチン化化合物を合成した。
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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およびNEPの変異体の解析
DYRK1Aの酵素活性を除いた変異体を用いて、NEPのリン酸化および活性低下が誘導されないか解析する。また、NEPの推定リン酸化部位に変異を導入した変異体の活性および局在、半減期を野生型と比較する。
・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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| Causes of Carryover |
所属機関を変更するにあたり、年度末に計画していた変異体の実験を翌年度に繰り越したため、この実験に関する費用について次年度使用とした。平成30年度に実施するこの実験に必要な細胞培養および遺伝子導入試薬等の購入費に充てる予定である。
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[Journal Article] A simplified and sensitive method to identify Alzheimer's disease biomarker candidates using patient-derived induced pluripotent stem cells (iPSCs)2017
Author(s)
Shirotani K, Matsuo K, Ohtsuki S, Masuda T, Asai M, Kutoku Y, Ohsawa Y, Sunada Y, Kondo T, Inoue H, Iwata N
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Journal Title
Journal of Biochemistry
Volume: 162
Pages: 391-394
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] 様々な痙攣性神経疾患に関わる新規シナプス分子PRRT2の代謝動態と機能の解析2017
Author(s)
八田 大典, 永井 大己, 渡辺 かおり, 地内 友香, 堀 祐真, 木下 晃, 黒滝 直弘, 小澤 寛樹, 吉浦 孝一郎, 浅井 将, 城谷 圭朗, 岩田 修永
Organizer
第41回蛋白質と酵素の構造と機能に関する九州シンポジウム
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[Presentation] 脳内ネプリライシン活性増強によるアルツハイマー病根本的治療薬の開発2017
Author(s)
岩田 修永, 堀 祐真, 渡辺 かおり, 地内 友香, 河野 佑紀, 八田 大典, 本多 美佳子, 沖田 啓, 藤本 康平, 浅井 将, 城谷 圭朗, 田中 隆
Organizer
第40回日本神経科学大会
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[Presentation] ネプリライシンの発現・活性増強によるアルツハイマー病の創薬2017
Author(s)
岩田 修永, 堀 祐真, 沖田 啓, 河野 佑紀, 渡辺 かおり, 地内 友香, 髙島 志風, 川久保 昂, 藤本 康平, 八田 大典, 浅井 将, 城谷 圭朗, 田中 隆
Organizer
平成29年度日本生化学会九州支部例会
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[Presentation] 新規シナプス分子PRRT2の解析2017
Author(s)
八田 大典, 永井 大己, 渡辺 かおり, 地内 友香, 堀 祐真, 木下 晃, 黒滝 直弘, 小澤 寛樹, 吉浦 孝一郎, 浅井 将, 城谷 圭朗, 岩田 修永
Organizer
平成29年度日本生化学会九州支部例会
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