2022 Fiscal Year Annual Research Report
アルツハイマー病発症におけるAβ依存的なタウ病理進展機序の解明
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22J11754
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
内上 寛一 東京大学, 大学院医学系研究科, 特別研究員(DC2)
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2022-04-22 – 2024-03-31
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| Keywords | アミロイドβ / タウ蛋白質 / アミロイドアンギオパチー / アルツハイマー病 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タウ病理惹起に寄与するAβ分子種を同定するために，アミロイド前駆体蛋白質トランスジェニック (APP tg) マウス脳から複数の抽出方法でAβ粗抽出液を生化学的に得た後，タウtgマウス脳に接種し，免疫組織化学的解析を行った．このうち，tris-buffered saline (TBS) 可溶画分はタウ病理を惹起せず，不溶性画分 (蟻酸可溶画分) はタウ病理を誘発したことから，不溶性画分中にタウ病理惹起を惹起するAβ分子種が存在すると考えられた．
Amyloid β (Aβ) の伝播が疑われるヒト症例では，脳アミロイドアンギオパチー (CAA) 病理が目立つことが近年報告されている．我々は，これまでアルツハイマー病 (AD) モデルマウスから抽出したTBS可溶性，高分子量のAβ speciesをseedの本態として同定してきたが，上記背景からCAAとAβ seedの関係性を明らかにすることを主目的として研究を進めた．AD剖検脳を用い，とくにCAAの目立つケースと乏しいケースとの比較や，脳血管・髄膜のみからの抽出と脳実質からの抽出との比較を通して， Aβ seedが脳実質より脳血管・髄膜に豊富に検出され，かついずれもin vivoでseed能をもち，CAAとAβ plaqueをともに惹起すること，またAβ seedがCAAに関連して存在することを示した．さらに，Aβ seedをADモデルマウスの大槽へ投与することで，Aβ plaqueよりもCAAを主として誘発するモデルを作出した．
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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
本研究は，前半としてタウ病理を惹起するAβ分子種の同定と，それに基づくAβ分子種依存的なタウ病理進展メカニズムの解明，後半としてAD患者脳におけるAβ seedとCAAの関係性の検討，から構成されている．
前半のAβ分子種依存的なタウ病理進展については，ADモデルマウスの不溶性画分 (蟻酸可溶画分) はタウ病理を誘発したものの，その程度は僅かであり，今後抽出方法やincubation time，接種月齢など，条件検討をおこなうことで，より良い評価系を確立できる可能性がある．
後半について，AD剖検脳から髄膜を剥離し，ゲル濾過クロマトグラフィーなど生化学的手法と組み合わせることで，髄膜からはじめてAβ seedを得ることが可能となった．この系に基づき，CAAとAβ seedとの関連性を探索する中で，CAAはAβ seedを保持する貯蔵庫としての役割があるなど，新たな機能を見出すことができた．またAβ seedを大槽に接種しCAAを誘発する系を構築し，Aβ seedが拡がっていく経路を検証する足掛かりを得た．
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| Strategy for Future Research Activity |
前半については，タウ病理を惹起するAβ分子種の抽出方法やその他条件検討をおこなうことで，Aβ依存的なタウ蓄積を呈するより良い評価系を構築する．そのうえで，同評価系を用いて，Aβ分子種によってタウの質的な変化が生じるか，また細胞外腔への放出が亢進するかを，それぞれmass spectrometryによるタウ翻訳後修飾の解析やタウバイオセンサーセルへの投与による解析，in vivo microdialysis法を用いた脳間質液タウ量の測定などから明らかにする．
後半については，AD剖検脳を用いたCAAとAβ seedの関係性について，apoE多型別に抽出されるAβ seedを比較するなど，剖検検体をさらに増やして検証を行う．
Aβ seedがCAAに豊富に検出されることから，Aβ seedが血管由来の何らかの分子とco-associateしている可能性を考え，AD剖検脳のAβ seedを含む画分を用いて免疫沈降-質量分析 (IP-mass)解析を行い，Aβ seedと結合しうる複数の候補蛋白質を同定する．
Aβ seedをマウス大槽へ投与することによって得られる，CAAを惹起するモデルについては，経時的な解析を進め，CAAに存在するAβ seedがglymphatic systemを介して脳実質に伝播する可能性を考え検証するとともに，生体内から得られるAβ seedを濃縮する系を構築し，AD脳脊髄液中からAβ seedが検出されるか，AD病期や進行速度との関連性なども含め検討したい．
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