2018 Fiscal Year Research-status Report
Effects of metals on oligomerization, channel formation, and neurotoxicity of amyloidogenic proteins
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18K06669
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| Research Institution | Musashino University |
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Principal Investigator |
川原 正博 武蔵野大学, 薬学部, 教授 (40224828)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
根岸 みどり (加藤みどり) 武蔵野大学, 薬学部, 助教 (30300750)
田中 健一郎 武蔵野大学, 薬学部, 講師 (30555777)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | アミロイド / カルノシン / 亜鉛 / カルシウム / HPLC |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳内金属のホメオスタシス異常がアルツハイマー病(AD)、脳血管性認知症(VD)、プリオン病（クロイツフェルト・ヤコブ病、牛海綿状脳症（BSE）など）、レビー小体形認知症(DLB)などの神経疾患の発症に関与していることが判明してきている。AD、プリオン病、DLBでは疾患関連タンパク質（それぞれβアミロイドタンパク質（AβP）、プリオンタンパク質(PrPC)、αシヌクレイン(α-Syn)）の異常蓄積と神経毒性とが発症の要因と考えられており、これらのタンパク質（アミロイド形成タンパク質）は金属によって多量体化する。本年度は、アルツハイマー病βアミロイドタンパク質、プリオンタンパク質等のアミロイド形成タンパクについて、その多量体化を解析するためのゲルろ過HPLCシステムの構築を行った。種々の分子量対応のゲルろ過カラムを使い分けることによって、多量体化したアミロイドを定量的に分画するための基礎検討を行い、カラム条件や溶離液の検討を行った。その結果を基に、プリオンタンパク質フラグメントペプチドであるPrP106-126をモデル物質として、種々の金属の共存による多量体形成能を比較した結果、Al、Zn、Mn、Cuそれぞれで主として形成される多量体の分子量が大きく異なっていることが判明した。さらに、多量体化抑制物質であるカルノシンの共存による影響についても検討するとともにそのアナログ（homocarnosine等）のペプチド合成を行うことによって、その定量分析の基礎検討を行った。さらに、これまでの研究結果と関連した亜鉛の神経毒性メカニズムについても引き続き検討を行った。
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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
川原の担当部分においては当初の計画通り順調に進捗している。他の部分についても基礎検討を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、分画した多量体を培養神経細胞（ラット海場初代培養神経細胞、GT1-7細胞等）に投与し、アポトーシスを観察すると共に、小胞体ストレス遺伝子など細胞死関連遺伝子の発現を比較検討する。現在Caイメージングを用いる検討も行っている。さらに、毒性阻害物質の探索として、既にカルノシンが抗クロスリンク作用を持ち、PrP106-126の多量体化及び毒性に影響することを見出しており(Kawahara, Metallomics (2011))、他の合成ペプチドや膜の荷電・流動性に影響する因子を対象として、多量体化およびチャネル形成能、神経細胞死の過程における阻害物質のスクリーニングを行う。この結果から候補物質が明らかになれば、毒性試験等によって疾患の予防治療薬を開発することが可能となる（Q③）。
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| Causes of Carryover |
本来、この年度に海外学会発表の予定であったが、川原が学会（新アミノ酸分析研究会）を主宰するなどのため予定が変更となり出張できなかったため。
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