2019 Fiscal Year Research-status Report
膜障害に焦点を当てた高分子Aβオリゴマーの毒性機序に関する検討
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19K07965
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
小野 賢二郎 昭和大学, 医学部, 教授 (70377381)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
辻 まゆみ 昭和大学, 医学部, 教授 (40155544)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | アルツハイマー病 / オリゴマー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
目的：試験管内アミロイド研究モデル、原子間力顕微鏡（研究協力者 金沢大学 中山博士）、細胞毒性（分担研究者 昭和大学 辻博士）、シナプス毒性（研究協力者 富山大学 西条博士）、ヒトiPS細胞の毒性（研究協力者 京都大学 井上博士）を融合させ、Aβオリゴマーの細胞及びシナプス毒性、毒性機序（特に細胞膜障害）を明らかにする。
実績：
①Aβサンプルの準備：サイズ排除クロマトグラフィーを用いて新鮮なAβ42溶液をインジェクトし、主にモノマーであるlow molecular weight peak（LMW）とHigh MW（HMW）オリゴマーであるPFを抽出することに成功した。
②Aβの形態学的検討：金沢大学 中山博士と協力して抽出したLMWとPFについて電子顕微鏡および原子間力顕微鏡を用いて形態を確認した。
③Aβ42のLMW、PFの細胞毒性の検討：SH-SY5Y 細胞を用いて行い、MTT、LDH活性法、Calcein and ethidium homodimer-1にてLMWよりPFの毒性が強いことが分かった。また、京都大学 井上博士らと協力してヒト健常者由来のiPS細胞を用いたWST法にてもLMWよりPFの毒性が強いことが分かった。また、各凝集体の神経細胞毒性機序を探るために、酸化ストレスマーカーであるROS、膜脂質過酸（diphenyl-1-pyrenylphosphine:DPPP）化を測定した結果、ROS、DPPPマーカー共にPFのほうがLMWより酸化ストレスが強いことが分かった。さらにMembrane Fluidity Kitにて蛍光標識後の膜流動性を検討し、PFはLMWより有意に膜流動性を低下させることを発見した。
④Aβのシナプス毒性（可塑性）の検討：富山大学 西条博士らと協力してマウスの海馬スライスを用いて興奮性シナプス後電位を記録し、long-term potentiationを測定し、PFの方がシナプス毒性が強いことを発見した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
アミロイドβ蛋白凝集（サイズクロマトグラフィーによる凝集体抽出、凝集活性、細胞
毒性）の実験系はすでに確立しており、共同研究者である中山博士（金沢大学）、井上博士（京都大学）、西条博士（富山大学）との連携も順調に進んでいたために、計画以上に進展することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画に沿って進めていく。研究が順調に進展すれば、ポリフェノール化合物などのPF毒性に対する保護効果を調べることも考慮する。
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| Causes of Carryover |
研究計画の立案段階、科学研究費申請段階ですでに研究に着手しており、確立されつつあった実験システムと共同研究者との連携が大変順調であったために費用を節約して実行することができた。生じた使用額の研究費は次年度以降の研究費に当てる予定である。
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[Journal Article] A New Serum Biomarker Set to Detect Mild Cognitive Impairment and Alzheimer’s Disease by Peptidome Technology2020
Author(s)
Abe K, Shang J, Shi X, Yamashita T, Hishikawa N, Takemoto M, Morihara R, Nakano Y, Ohta Y, Deguchi K, Ikeda M, Ikeda Y, Okamoto K, Shoji M, Takatama M, Kojo M, Kuroda T, Ono K, Kimura N, Matsubara E, Osakada Y, Wakutani Y, Takao Y, Higashi Y, Asada K, Senga T, Lee LJ, Tanaka K.
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Journal Title
Journal of Alzheimer's Disease
Volume: 73
Pages: 217～227
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] High molecular weight amyloid β1-42 oligomers induce neurotoxicity via plasma membrane damage2019
Author(s)
Ono K, Yasumoto T, Takamura Y, Tsuji M, Watanabe-Nakayama T, Imamura K, Inoue H, Nakamura S, Inoue T, Kimura A, Yano S, Nishijo H, Kiuchi Y, Teplow DB
Organizer
The Protein Aggregation Conference: From Structure to In Vivo Sequelae,
Int'l Joint Research
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