2018 Fiscal Year Research-status Report
新規モデル系を用いたアルツハイマー病の神経変性制御機構の解析
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18K07405
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| Research Institution | National Center for Geriatrics and Gerontology |
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Principal Investigator |
林 永美 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 認知症先進医療開発センター, 研究員 (60421898)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
津田 玲生 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 認知症先進医療開発センター, 室長 (30333355)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | アルツハイマー病 / アミロイドβ / 神経変性 / ピログルタミル化 / リン酸化イノシトール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルツハイマー病の発症においてアミロイドβ（Aβ）の産生が重要な役割を果たしていることが解っている。我々は、ADの進行において神経変性を誘導する重要なファクターとしてAβのN末端が切断され、環状化されるというピログルタミル化（pE化）が神経変性の誘導において重要であることを明らかにしてきた。
１）pE-Aβによる神経変性の誘導メカニズム
本年度は、申請書に従ってショウジョウバエモデルを用いてpE化されたAβ(pE-Aβ)を発現する系を使って、神経変性の誘導に関わる因子をスクリーニングした。その結果、脂質代謝に関係する酵素の変異体がpE-Aβの効果を増強するものとして確認された。
２）Aβによる神経機能低下の誘導メカニズム
さらに、ADの重篤化にもかかわるAβによる神経機能低下を理解するため、遺伝学的相互作用を検討した結果、リン酸化イノシトール(PI)の代謝に必須のSynaptojannin (Synj1)の変異を導入することによりAβによる毒性が軽減されることが確認された。これまでの報告で、synj1によるPI代謝はADの発症にも密接に関わっていることが報告されていることから、ADに伴うPI代謝を詳しく解析することにした。その結果、マウス内耳有毛細胞にAβを発現する新規マウスモデルにおいてPI代謝が重要であることが示唆されてきた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
最初の計画では、ショウジョウバエを用いたGFPスクリーニングだったが、並行して行なっていた実験の結果が緊急性を有するものとなったことから、そちらを優先させた。次年度はGFPスクリーニングの有効性を詳細に検討して、スクリーニングを開始するかを検討したい。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）pE化Aβによる神経変性誘導のメカニズム解析
先行研究から、リン脂質代謝に関わる酵素がpE-Aβによる神経変性誘導に関わっていることが示唆されている。そこで、次年度ではそれらの酵素がどのようにして神経変性誘導に関与するのかを、pE-Aβによる神経変性誘導の解析で見つかってきた小胞体ストレス応答（ERストレス応答）との関係に焦点を合わせて、分子レベルで明らかにしていきたい。これまで ERストレス応答とリン脂質代謝との関係としては、膜リン脂質飽和脂肪酸の制御をしているSCD1がリン脂質合成系と相互作用することによりERストレス応答を制御していることが示されている。そこで、pE-AβとSCD1、そしてスフィンゴ燐脂質代謝に関わる酵素との関係をまず生化学的に解析する。
２）Aβの神経毒性誘導におけるmGluRの役割について
これまでの研究で、pE-Aβによるリン酸化イノシトール（PI）代謝調節がADの重篤化に関わることが示唆されている。そこで、本年度では、マウスモデルを用いて、このことを明らかにしてみたい。これまでに、代表者が所属する研究室ではAβの機能を定量的に解析するため、Aβ42を内耳有毛細胞で発現させる系統を作製している（Omata et al., 2016）。有毛細胞で発現させたAβがpE-Aβに変換されている可能性が考えられることから、pE化特異的な抗体を用いて、内耳有毛細胞におけるpE-Aβをモニターする。さらに、Aβの重篤化に関わることが疑われているmGluR7が表現型の発現に寄与しているのかを遺伝的相互作用を用いて検討する。
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| Causes of Carryover |
本研究はAβのN末端が切断と環状化（pE化）という修飾を受ける結果産生されるpE-Aβによる神経変性誘導のメカニズム解明を目的としている。2018年度は、ショウジョウバエ神経細胞でpE-Aβを発現するモデルシステムを用いて、相互作用する因子のスクリーニングを行った結果、セラミド等の脂質代謝に関わる酵素、および代謝型グルタミン酸受容体(mGluR)との相互作用が示唆された。これまでも、マウスによる解析系を用いた研究からAβとmGluR7との相互作用を示唆する報告がある。そこで、本年度は急遽計画を変更して、マウスmGluR7とAβとの関係について、神経変性の誘導を含めた詳しい解析を行うことにした。mGluR7のノックアウトマウス（mGluR7-KO）については、これまでも報告があるが、ライセンスの関係上、使用出来る系統が無かった。そこで、mGluR7-KOを外注により作製して、マウスにおける相互作用を検討することにした。このため、mGluR7-KOの作製費と維持費用を次年度の研究費として計上した。
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