2019 Fiscal Year Research-status Report
PRDX1を含むBRI2ペプチド標的蛋白質によるアルツハイマー病発症機構の解明
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19K08069
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
松田 修二 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (70296721)
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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 / BRI2 / ペプチド / PRDX1 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルツハイマー病（AD）は、高齢者でもっとも多い進行性の痴呆であり、高齢化社会を迎える日本において、その解明は重大な社会貢献となる。アルツハイマー病は、老人斑、神経原線維変化、広範な神経細胞死の３つをその特徴とします。老人斑の主要な構成要素はベータアミロイド（Aβ）であり、Aβは、その前駆体であるアミロイド蛋白前駆体(APP)が代謝されることで切り出されてきます。ADの発症には種々の説がありますが、APPの変異でADが発症すること、遺伝性ADの原因遺伝子はPS1とPS2であり、二つともAPPからアミロイドを切り出す酵素の遺伝子であることから、APPの代謝異常が病態の中心であることは間違いがありません。
私どもは、APPに結合し、APPの代謝を抑制するBRI2という蛋白質を見出し、細胞や動物実験でアルツハイマー病の進行を抑えることを確認しています。このアルツハイマー病抑制作用をもつBRI2蛋白の配列から作り出したBRI2ペプチドが、APPの代謝経路の一つを抑えることを基にして、そのペプチドの標的蛋白質として、抗酸化作用をもつ酵素であるPRDX1を同定し、APPの代謝をBRI2が抑制する機能にPRDX1が必要であると示しました。
ADの種々の病態の説に活性酸素による酸化作用も提唱されています。APPの代謝をBRI2が抑制する機能にPRDX1が必要であるということは、活性酸素による酸化作用と、APPの代謝がBRI2を介して結びついている可能性を示しています。本研究では、分子的にどのようにPRDX1が働いているのかを種々の手法を用いて調べました。
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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
PRDX1は、主にシステイン間のSS結合を還元して解離させる還元酵素です。今回は、BRI2のAPPの作用をPRDX1が制御する機構を解明するため、酸化還元反応の基質としてBRI2のシステインに注目しました。BRI2は細胞外に５つ、細胞内に４つのシステイン残基をもちます。調べると、BRI2は主に二量体と単量体で存在し、少量の多量体があることがわかります。5つの細胞外のシステインのうちの４つは主に分子内架橋を作っていますが、C89だけ対応するシステインがなく、このシステインを主に使って二量体を作っています。ここで、APPに結合しているBRI2を調べると、多量体が中心であることがわかりました。C89だけが分子間結合を作るシステインだとすると、二量体以上は論理的に作れないので、他のシステインが関与しています。システインをセリンに変異させて、どのシステインが多量体形成に関与しているかを調べると、前述のC89とともに、細胞内のシステインが分子間結合を作っていることがわかりました。教科書的には細胞内のシステインは二重結合を作らないので、これは珍しいSS結合です。APPに作用しているBRI2が多量体であるとすると、BRI2はAPPを細胞の特定の部分に集合させている可能性があります。
PRDX1が直接BRI2のシステインに結合するかを検討すると、実験した範囲では直接は結合しませんでした。PRDX1とBRI2の結合が一時的な可能性もありますから、さらなる検討を要します。
PRDX1の作用に別の因子が関与している可能性を考え、BRI2に結合する他の因子を探索すると、内在性のある膜タンパク質Xが同定できました。このタンパク質は、すべての有核細胞に存在し、プレシナプスにもポストシナプスにも存在することが知られています。
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| Strategy for Future Research Activity |
APPに結合するBRI2多量体の構成がPRDX1で変化するかを調べる。
APPに結合するBRI2多量体の細胞内局在を調べ、それがPRDX1で変化するかを調べる。
新規に同定した膜タンパク質XのBRI2のAPPに対する作用を検討し、PRDX1との関係を調べる。
以上、判明したことをマウスの初代培養神経細胞で確認する。
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| Causes of Carryover |
予測していたよりも若干必要経費が低かったため。
BRI2に対する新規結合タンパク質を発見した点を覗いて、全体の方針は変更しない。
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Research Products
(1 results)
