2021 Fiscal Year Annual Research Report
in vitro変性神経突起モデルを用いたアルツハイマー病病態進展機序の解明
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21H02815
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
櫻井 隆 順天堂大学, 医学部, 教授 (70225845)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内山 安男 順天堂大学, 医学部, 特任教授 (10049091)
岩田 淳 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (40401038)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | アルツハイマー病 / βアミロイド / 小胞輸送障害 / オートファジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルツハイマー病の主要病理の１つである老人斑の近傍では、神経突起中の小胞輸送障害により膨化した変性神経突起が生じる。突起末梢へのタンパク質・脂質輸送やオートファジー異常により神経機能障害をきたすと考えられるが、その発生メカニズムの詳細や病態への関与は明らかでない。本研究ではin vitroで老人斑を再現し神経突起変性の過程を経時的に観察可能なモデルを用いて小胞輸送障害の機序を解析し、病態との関連を明らかにすることを目指している。
本年度は、in vitroで老人斑を再現するモデルの条件検討とイメージング解析に適した改良を中心に進めた。海馬スライスにAβ凝集の核となるシード、培地に化学合成ヒトAβペプチドを添加することにより、スライス上に老人斑類似のAβ凝集体を形成させるモデルであるが、変性神経突起形成初期に蓄積することが報告されている小胞輸送タンパク質（マーカータンパク質）の抗体染色を用いて、効率よく短期間に小胞輸送障害を惹起する条件を検討した。その結果、改良したシードを用いることにより、シード及びヒトAβペプチド添加後2週間以内にAβ凝集体周囲に小胞輸送障害を効率よく引き起こす条件を見出した。
神経回路に沿って特定の神経細胞集団の突起における小胞輸送の経時的変化をライブで観察するため、凝集シードの添加方法、アミロイド結合性の蛍光色素を用いたAβ凝集体のライブ染色、組換えアデノ随伴ウイルス（AAV）による蛍光タンパク質発現などの条件検討を進めた。小胞輸送障害におけるミクログリアの関与を検討するため、ミクログリアの枯渇処理を行い、小胞輸送障害の変化について検討を行った。得られた成果をもとに、特定の神経回路における小胞輸送の経時的変化の観察を進める予定である。
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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
「研究実績の概要」に記載の通り、Aβ凝集の核となるシードの検討・改良を進めることにより、海馬スライスのAβ凝集体周囲に小胞輸送障害を早期に効率よく引き起こす条件を見出すことができた。Aβ凝集体の蛍光ライブ染色とあわせて、小胞輸送タンパク質と蛍光タンパク質を融合させて発現させ、小胞輸送のライブ観察を行う目途が立った。凝集シードの添加方法、組換えアデノ随伴ウイルス（AAV）によるタンパク質発現の条件検討を進めることで、Aβ凝集体と関連づけた特定の神経回路における小胞輸送の経時的変化の観察を予定通り進めることが可能と考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究分担者と協力し、培養海馬スライスのモデル系を利用して、マーカータンパク質と関連させた電子顕微鏡による輸送障害小胞の微細形態観察、神経細胞中の輸送関連タンパク質やAβ凝集体への反応にかかわるグリア細胞中のタンパク質の操作等を行うことにより、小胞輸送障害のメカニズム、シナプス機能への影響について解析を進める。また、モデルマウスおよびアルツハイマー病脳組織の抗体染色により、マーカータンパク質の変性神経突起への蓄積について解析を進め、これらの情報をもとに上記実験計画の修正、改善を行うことで、病態に関連した解析を効率よく進める予定である。
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[Journal Article] Lipid flippase dysfunction as a therapeutic target for endosomal anomalies in Alzheimer’s disease.2022
Author(s)
Kaneshiro N, Komai M, Imaoka R, Ikeda A, Kamikubo Y, Saito T, Saido TC, Tomita T, Hashimoto T, Iwatsubo T, Sakurai T, Uehara T, Takasugi N.
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Journal Title
iScience
Volume: 25
Pages: 103869
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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