2021 Fiscal Year Research-status Report
Investigation of reduced expression and activity of an amyloid-degrading enzyme in Down syndrome
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19K07070
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| Research Institution | Yokohama College of Pharmacy |
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Principal Investigator |
浅井 将 横浜薬科大学, 薬学部, 講師 (90383223)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ダウン症 / アルツハイマー病 / DYRK1A / ネプリライシン / 21番染色体 / ダウン症責任領域 / リン酸化 / プロテアーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
21番染色体がトリソミーとなっているダウン症者は40代という早期からアルツハイマー病を発症し、脳内にアミロイドβペプチド（Aβ）が沈着する。ダウン症責任領域に存在する二重特異性チロシンリン酸化調節キナーゼ1A（dual-specificity tyrosine-(Y)-phosphorylation-regulated kinase 1A, DYRK1A）の過剰発現は、Aβの前駆体であるAPP（amyloid precursor protein）やAβを産生する酵素複合体構成因子のプレセニリンのリン酸化を介してAβ産生を亢進させ、Aβの主要分解酵素であるネプリライシンのリン酸化を介してAβ分解を抑制する。
DYRK1Aによるネプリライシンの活性制御機構を明らかにするために、細胞内領域のリン酸化を詳細に解析した。神経系株化細胞にDYRK1Aを過剰発現させリン酸化特異的抗体を用いたウェスタンブロット解析により、ネプリライシンの細胞内領域のリン酸化が亢進することがわかった。さらに、リコンビナントDYRK1Aとネプリライシンの細胞内領域の合成ペプチドを用いたin vitroキナーゼ解析により、スレオニンへの直接的なリン酸化が確認された。
本研究から、DYRK1Aはネプリライシンのスレオニンを直接リン酸化することにより、活性低下を導いていることが示唆された。
またDYRK1Aはアルツハイマー病に対して増悪因子であることから、その阻害剤は有用な治療薬となり得る。そこで、DYRK1A阻害剤のスクリーニングを行うために
AlphaLISAを利用した実験系と培養細胞を用いた実験系の確立を目指している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
所属研究室の変更やコロナ禍のため。
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| Strategy for Future Research Activity |
・DYRK1Aのノックダウンや薬理学阻害によるネプリライシン活性の解析
DYRK1AのsiRNAを用いたノックダウンや既存の阻害剤を用いた薬理的作用によってDYRK1Aのキナーゼ活性阻害位を行い、その際の培養上清中のAβ量をサンドイッチELISAで定量する。またAβ量とネプリライシン活性の相関を解析する。
・DYRK1Aによるネプリライシンのリン酸化阻害化合物のスクリーニング
リコンビナントDYRK1Aおよびネプリライシンの細胞内領域にビオチンを付加した合成ペプチドを用いたAlphaLISAによるDYRK1Aの阻害化合物のスクリーニング系を確立し、化合物ライブラリーから新規DYRK1A阻害剤のスクリーニングを行う。
スクリーニングでヒットした化合物処理による培養細胞系でのネプリライシンのリン酸化、活性、発現を解析し、既存の阻害剤と比較する。
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| Causes of Carryover |
研究遂行に想定以上に時間を要し、新型コロナウイルスの感染拡大により予定通り進まなかったため。
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