2020 Fiscal Year Research-status Report
ユビキチンープロテアソーム系活性化剤を用いた新規アルツハイマー病治療法の開発
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20K21247
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
甲斐田 大輔 富山大学, 学術研究部医学系, 准教授 (60415122)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
東田 千尋 富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 教授 (10272931)
伊野部 智由 富山大学, 学術研究部工学系, 准教授 (50568855)
石神 健 東京農業大学, 生命科学部, 教授 (70292787)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | ユビキチン / プロテアソーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ユビキチン-プロテアソーム系 (以下UPS) は、細胞内の異常なタンパク質や機能を終えたタンパク質を分解し、細胞内の恒常性を守る必須の機構である。老化に伴いUPSの活性は低下し、その結果、異常タンパク質が細胞内に蓄積する。蓄積した異常タンパク質は、アルツハイマー病をはじめとした様々な老化関連疾患の原因となり得る。したがって、UPSの活性低下は老化関連疾患の一因であると考えられ、人為的なUPSの活性化は老化関連疾患を抑制できると期待される。我々は、低分子化合物Aが、UPSによるタンパク分解を活性化し、その結果アルツハイマー病の症状を緩和することを示唆するデータを得た。本年度は、化合物AがUPSを活性化する分子機構を明らかにするために、以下の実験を行った。
UPSにより分解されることが知られているサイクリンAタンパク質をコードする遺伝子をクローニングし、細胞内で過剰発現させた。その後、化合物A、プロテアソーム阻害剤MG132で細胞を処理すると、化合物A処理により外来性、内在性のいずれのサイクリンAタンパク量も減少すること、ならびにMG132処理によりタンパク量の減少がキャンセルされることが明らかとなった。次に、サイクリンAタンパク質のユビキチン化に必要な部位に変異を導入したところ、化合物A処理によるタンパク質の減少がみられなくなった。これらのことから、化合物AはUPSによるタンパク分解を活性化しているといえる。しかしながら、化合物Aが基質のユビキチン化を亢進していることを示すデータは現在のところ得られていない。
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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
現在までに、化合物AがUPSによりタンパク質分解を促進していることを示すデータを得た。また、その分解の促進は、基質のユビキチン化ではないことを示唆するデータも得ている。したがって、化合物AがUPSによるタンパク質分解を促進する分子メカニズムの一端を明らかにできており、初年度の進行状況としてはおおよそ想定通りである。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、化合物AがUPSによるタンパク質分解を促進する分子メカニズムの解明と、アルツハイマー病モデルマウスにおいて症状を緩和する分子メカニズムの解明を行う。具体的には、化合物Aがプロテアソームの挙動に影響を与えるかどうかを確かめる予定である。また、化合物を投与したアルツハイマー病モデルマウスの脳組織を解析することにより、脳組織中での異常タンパク質の凝集が減少するかどうかなどを確かめる。また、並行して化合物Aの細胞内標的分子の同定も行う予定である。すでに、いくつかの化合物Aの誘導体を作成し、細胞をそれらの化合物で処理し、各々の誘導体の活性の強さと構造を比較する構造活性相関を明らかにする実験も行っている。これらの実験を進めることにより、本年度中には、化合物AがUPSによるタンパク質分解を促進し、その結果アルツハイマー病の症状を緩和する詳細な分子メカニズムを明らかにできると考えている。
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| Causes of Carryover |
新型コロナの影響でPCRチューブやフィルターチップ等の消耗品が納品されるのに通常より時間がかかり、昨年度中に発注した物品が年度をまたいでから納品されるということがあったため。
本年度の使用計画は大幅な変更はないが、上述のような事態にならないために早めに発注を行う。
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