2018 Fiscal Year Research-status Report
培養細胞を用いた世界初のプリオン病モデル構築と異常型プリオン産生メカニズムの解明
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18K07499
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
原 英之 徳島大学, 先端酵素学研究所(次世代), 助教 (40469953)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | プリオン / 構造変換 / 神経変性 / ウイルス感染 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プリオン病は、正常型プリオン蛋白質（以下、正常型プリオン）が感染性を有するプロテアーゼK（以下、PK）抵抗性の異常型プリオン蛋白質（以下、異常型プリオン）へと構造変換し発症するが、その分子機構は不明である。研究代表者は、神経細胞にA型インフルエンザウイルス（以下、IAV）を感染させると、正常型プリオンが異常型プリオンと同じPK抵抗性の構造へと変換することを発見した。そこで本研究では、IAV等のウイルス感染がプリオン病発症のトリガー因子となりえるのかを明らかにする。本年度は以下の通りに研究をすすめた。
（1）IAV感染により産生したPK抵抗性のプリオン蛋白質が、プリオン感染性を有するのか明らかにするために、このプリオン蛋白質をマウスに接種した。その結果、接種したマウス脳内において、PK抵抗性のプリオン蛋白質が産生され、プリオン病の発症が確認できた。この結果から、IAV感染が正常型プリオンを感染性の異常型プリオンに構造変換することを証明できたことになる。
（2）マウスでもIAV感染により異常型プリオンの産生が誘導され、プリオン病が発症するのかを明らかにするために、マウス脳にIAVを感染させた。マウス脳内においてもPK抵抗性のプリオン蛋白質が得られることを期待したが、IAVの致死性が高く、IAV感染から回復するマウスを得ることはできなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
IAV感染により産生したPK抵抗性のプリオン蛋白質が、プリオン感染性を有することはマウスを用いて証明できた。しかしながら、マウスをIAVに感染させることで異常型プリオンを産生することには成功していない。これは、マウスに対するIAVの致死性が高いことが原因だと考えられることから、現在、半数致死になる感染条件の探索を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
まずは、マウス脳にIAVを感染させ、半数致死になる感染条件を探る。次にその条件を用いて、マウス脳内においてもPK抵抗性のプリオン蛋白質が得られたら、このプリオン蛋白質を再度マウスに接種する。この結果、接種実験を行ったこのマウス脳内でもPK抵抗性のプリオン蛋白質が確認でき、プリオン病を発症すれば、マウスでもIAV感染により異常型プリオンを産生できたことになり、IAV感染がプリオン病のトリガー因子となりえることを証明できたことになる。
また、プリオン病の発症を、IAV以外のウイルス感染でも引き起こせるのかを明らかにするために、様々なウイルスを神経細胞に感染させ、PK抵抗性のプリオン蛋白質が産生するのかを確認する。
RNA（Nature, 2003）、脂質（Biochemistry, 2007）、銅イオン（J. Biol. Chem., 2000）が、プリオン蛋白質の構造変換を促進することが報告されている。PK抵抗性のプリオン蛋白質の産生に、IAV感染の何が作用しているのかを明らかにするために、IAV感染により神経細胞に供給される分子等（RNA、脂質、銅イオン）の中からPK抵抗性のプリオン蛋白質への変換に関係する分子等を同定する。
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| Causes of Carryover |
マウスが半数致死になるインフルエンザウイルス量の探索が終了しなかったために、その後の実験に用いる予定の試薬等を購入できなかった。そのために発生した繰越金は、早急にインフルエンザウイルス感染条件の最適化を行い、購入予定の試薬等の代金にあてる予定である。
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