Elucidation of the amplification mechanism using cultured human prion persistent infection cells and development of novel prevention and treatment for prion diseases

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H02721
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: 新 竜一郎 宮崎大学, 医学部, 教授 (90452846)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩丸 祥史 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 動物衛生研究部門, ユニット長 (20355142)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: プリオン病 / RT-QUIC法 / クロイツフェルトヤコブ病

Outline of Annual Research Achievements

プリオン病は感染性病原体プリオンによって引き起こされる致死性の神経変性疾患であり、ヒトのクロイツフェルトヤコブ病(CJD)等が代表的な疾患である。これらプリオン病に対する有効な予防・治療法は存在せず、その開発が切実に求められている。これまでヒトプリオン増幅機構の解明と予防・治療法の開発に必須なヒトプリオン持続感染培養細胞の樹立が多くの研究者により試みられてきたが、いまだ達成されていない。本研究では、ヒトプリオンが培養細胞で持続感染する際に必要な補助因子や条件を同定し、また、我々が開発した、高感度にプリオン活性を検出・定量できるRT-QUIC法（Real-time Quaking-induced conversion）を応用することにより、ヒトプリオン持続感染培養細胞を樹立し、ヒトプリオンの特性解析や増幅機構、さらにヒトプリオン病に真に有効な薬物を見出すためのスクリーニング等を行い、新たな予防・治療法の創出を行うことを目的としている。これまでに数種類のヒトグリオーマ細胞あるいはニューロブラストーマ細胞を入手し、その増殖特性や正常型PrPの発現レベルとPrPの配列の多型の解析を行い、PrPを高レベルに発現している細胞があることを明らかにした。それらのPrP高発現細胞にCJD由来の脳乳剤を曝露し、それらが持続的にプリオンに感染するかについてウェスタンブロット法やRT-QUIC法を用いた検証を行っているが、数回の継代まではプリオンシード活性が検出されるものの、その後、徐々に消失することが判明した。現在、別の培養細胞を用いた再検証や持続感染に必要な条件の検索を行ってる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

PrPを高発現する培養細胞にヒトプリオン病であるクロイツフェルトヤコブ病由来の脳乳剤を曝露し、それらが持続的にプリオンに感染するかについてウェスタンブロット法やRT-QUIC法を用いた検証を行っているが、継代を重なるとプリオンシード活性が徐々に消失することが判明したため、持続感染細胞の樹立には至っていない。そのため、現在、別の培養細胞を用いた再検証やヒトプリオン持続感染培養細胞の樹立に必要な条件の検索を行ってる段階である。

Strategy for Future Research Activity

本年度はまず、プリオンシード活性は数継代は維持されるため、その期間に抗プリオン活性のある薬剤を投与してその効果を測定し、薬剤のスクリーニングを行うことができるかどうか検討する。また、これまでに試みた培養細胞以外のヒト神経芽細胞にヒトPrP発現ベクターを導入し、恒常的高発現細胞をクローニングにより得る。その細胞に再度、クロイツフェルトヤコブ病(CJD)の脳乳剤を暴露し、持続的にプリオンに感染するかについてウェスタンブロット法やRT-QUIC法を用いた検証を行う。