Does GPI-anchored modification promote the pathogenicity and transmissibility of alpha-synucleinopathies?

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K21579
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: 新 竜一郎 宮崎大学, 医学部, 教授 (90452846)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今村 守一 宮崎大学, 医学部, 准教授 (10391442)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2024-03-31
• Keywords: αシヌクレイン / GPIアンカー / RT-QuIC法 / プリオンタンパク質 / レビー小体病

Outline of Annual Research Achievements

プリオン病以外のタンパク質異常凝集性神経変性疾患（アルツハイマー病、レビー小体病等）の伝達性や病原性はプリオン病と比較すると相対的に低く、そのメカニズムに質的な違いがあることが想定される。その要因として１つには、プリオンタンパク質（PrP）のC末端に翻訳後修飾として付加されるGPIアンカーの存在が考えられ、次にPrP自体、特に安定な3次元構造（主にαヘリックス構造）を取る後半部分の影響が挙げられる。本研究ではレビー小体病の病原タンパク質アルファシヌクレイン（Asyn）にGPIアンカーやPrP（100－231）を付加するように 遺伝子操作し、その凝集様式・疾患伝達性のメカニズムを解明することを目的とした。まず、GPIアンカー付加シグナルペプチドをAsynのN末とC末に導入し、AsynのGPIアンカー修飾型を構築した。GPIアンカー付加シグナルペプチドとしてはPrPのものを使用した。構築した発現ベクターを培養細胞（N2a）に一過性に導入し、Asynの発現をウェスタンブロットにより確認したところ、GPIアンカーが導入されたことを反映し、GPIアンカーのない通常のAsynより分子量は上昇していた。次に、恒常的発現細胞を得るため、薬剤セレクションを行ったが、高発現細胞を得ることはできなかった。しかし、遺伝子レベルの導入はPCRで確認していたため、プロテアソーム抑制剤を投与したところ、発現の上昇を認めたことから、GPI（＋）Asynがプロテアソームでの分解が上昇している可能性が示された。
一方、AsynのC末にPrP（100－231）を付加した大腸菌由来リコンビナントタンパク質を精製し、RT-QuIC法の基質として使用したところ、高い変換効率を示すことが判明した。現在、この基質を用いたRT-QuIC法の最適化を継続している。