2017 Fiscal Year Research-status Report
Aβ依存性の神経活動亢進によるアルツハイマ－病の病態促進機序の解明
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16K09669
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
春日 健作 新潟大学, 脳研究所, 特任助教 (70547546)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | アルツハイマー病 / 神経活動 / アミロイド前駆体蛋白 / アミロイドβ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルツハイマー病（Alzheimer’s disease、以下AD）の早期病態では、アミロイドβ（以下Aβ）の蓄積部位からシナプス投射を受けるニューロンの神経活動が亢進しており、過剰な神経活動の亢進はその後の認知機能障害の進行と関連する。
本研究は、早期ADの脳内を模倣したin vitroのアッセイ系を構築し、ADの治療開発への研究基盤を確立することが目的である。本研究では①Aβ依存性の神経活動の亢進を来す条件の検討、②アルツハイマー病の脳内を模倣するin vitroアッセイ系の構築、③神経活動依存性のmRNAの発現変動解析および治療候補薬剤の探索を計画している。
H28年度は、マウス神経芽細胞腫由来培養細胞およびヒト神経芽細胞腫由来培養細胞をもちいて、培養液へのグルタミン酸添加による神経活動刺激の至適条件の検討を行った。これらの条件を踏まえてH29年度は、ラット大脳皮質神経活動の初代培養をもちいて、グルタミン酸刺激による神経活動依存性のアミロイド前駆体蛋白（Amyloid precursor protein、APP）のプロセッシングを解析した。
APPのプロセッシングは、βセクレターゼの切断に続くAβ産生経路と、αセクレターゼの切断に続くAβ非産生経路に大別される。グルタミン酸の持続刺激を低濃度で行うと、APPがβセクレターゼにより切断され生じる断片が増加することを確認した。一方、グルタミン酸の持続刺激を高濃度で行うと、APPがαセクレターゼによる切断を受けることで産生される断片が増加することを見出した。
これらの結果から神経細胞をグルタミン酸で刺激する際、低濃度ではAβ産生経路を、高濃度ではAβ非産生経路を活性化することが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
H28年度は、マウス神経芽細胞腫由来培養細胞およびヒト神経芽細胞腫由来培養細胞を用いた条件検討を行ったが、腫瘍細胞のためか再現性のある刺激条件を得るために時間を要した。またラット大脳皮質神経細胞初代培養に際しては、供給元での搬送時の不適切な温度管理のため、複数回に渡り神経細胞の分散に失敗し、その原因の特定に時間を要した。
H29年度は、研究実績の概要にも記載した通り、グルタミン酸による神経活動刺激は低濃度と高濃度でアミロイド前駆体蛋白のプロセッシングに対する効果が相反することを想定していなかったため、条件検討に時間を要している。一方、想定外の結果であったが、グルタミン酸によるシナプス刺激、シナプス外刺激の概念に当てはめると、低濃度と高濃度で相反した挙動を示すことは生理学的に興味深く、今後さらに解析を進める方針である。
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| Strategy for Future Research Activity |
ラット大脳皮質神経細胞初代培養をもちいて、グルタミン酸による持続刺激を低濃度および高濃度で行い、アミロイド前駆体蛋白のプロセッシングへの影響を蛋白およびmRNAレベルで確認する方針である。
その上でAβ産生が亢進する条件を用いて、アルツハイマー病脳内を模倣したin vitroのアッセイ系を構築し、mRNAの発現変動解析を行い、アルツハイマー病の早期病態に関与する分子の同定を目指す。
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