2013 Fiscal Year Research-status Report
ＡＰＰのリン酸化制御―副作用の少ない新しいアルツハイマー病治療薬を目指して―
| Project/Area Number |
24790260
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
浅井 将 長崎大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (90383223)
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| Keywords | アルツハイマー病 / ダウン症 / 第21番染色体 / アミロイドβペプチド / タウ / リン酸化 |
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| Research Abstract |
脳内におけるアミロイドβペプチド（amyloid-β peptide, Aβ）の沈着や過剰リン酸化タウの蓄積はアルツハイマー病（Alzheimer’s disease: AD）発症の引き金であり、AD患者脳ではAβおよび過剰リン酸化タウの凝集体が大量に蓄積した病理が観察される。ダウン症（Down syndrome, DS）は第21番染色体がトリソミーとなっており、早期からAD様の病理を呈する。第21番染色体にはリン酸化に関わるDYRK1A（dual-specificity tyrosine-phosphorylation-regulated kinase 1A）やRCAN1（regulator of calcineurin 1）、またADの原因遺伝子であるAPP（amyloid precursor protein, APP）がコードされている。これらはAD脳で増加が確認されているため、Aβや過剰リン酸化タウの蓄積に関わるのではないかと考えられる。
DYRK1AまたはRCAN1（regulator of calcineurin 1）を細胞に過剰発現させ、Aβの産生や分解、タウのリン酸化への影響について解析した。その結果、DYRK1Aの過剰発現により全長型APPや切断を受けたC末端断片のリン酸化によるAβの産生増強やネプリライシン（neprilysin, NEP）活性の低下によるAβ分解の低下、タウのリン酸化（pThr212、pSer396）の増加が確認された。また、RCAN1の細胞導入によりAβの分解の低下、タウのリン酸化の増加が確認された。
iPS細胞から神経細胞への分化誘導条件の最適化を行うと共に、DS患者由来iPS細胞の培養を開始し、神経細胞へ分化させ詳細な解析を行っていく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
iPS細胞から神経細胞への分化方法が予定通りに進んでいないため。
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| Strategy for Future Research Activity |
・APPのリン酸化と脱リン酸化の時間的・空間的影響の解明
APPとセクレターゼの局在が重要視されている。APPのリン酸化によってAPPの細胞内局在が変わり、それに伴ってγセクレターゼ活性が変化する可能性も否定できない。そこで、キナーゼ阻害剤またはホスファターゼ阻害剤処理におけるAPPの細胞内局在を免疫染色法で確認する。局在に著しい変化が見られない場合は、野生型APP、恒常的非リン酸化APP（668番目のアミノ酸残基ThrをAlaに置換）、恒常的リン酸化APP（同ThrをAspに置換）を過剰発現する細胞から膜画分を調整し、cell-free assayでγセクレターゼ活性を直接的に測定する。内在性の野生型APPが結果に影響を大きく及ぼす場合、APP遺伝子欠損マウス由来の胎児線維芽細胞を使用する。
・同定したキナーゼまたはホファターゼの阻害剤処理時のAβ量の測定
引き続き、責任キナーゼとホスファターゼのスクリーニングを行う。その後、同定したキナーゼやホスファターゼの阻害剤を用いて、ヒトiPS細胞を分化させた神経細胞におけるAβ量を測定する。この結果を基に、ヒトの神経細胞における有効性を評価すると同時に、用量反応曲線を描き、アルツハイマー病モデルマウスへの投与量を考察する。また、これまでと同様に、APPのリン酸化をimmunoblot法で定量し、Aβ量との相関を調べる。
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[Journal Article] Modeling Alzheimer’s disease with iPSCs reveals stress phenotypes associated with intracellular Aβ and differential drug responsiveness2013
Author(s)
Kondo T, Asai M, Tsukita K, Kutoku Y, Ohsawa Y, Sunada Y, Imamura K, Egawa N, Yahata N, Okita K, et al.
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Journal Title
Cell Stem Cell
Volume: 12
Pages: 487-496
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Modeling Alzheimer’s disease using iPS cells reveals stress phenotypes associated with intracellular β-amyloid oligomer and differential drug responsiveness2013
Author(s)
Asai M, Kondo T, Shirotani K, Tsukita K, Watanabe K, Maruyama K, Murakami K, Irie K, Klein WL, Mori H, Asada T, Inoue H, Iwata N
Organizer
Alzheimer’s Association International Conference 2013
Place of Presentation
Boston Convention and Exhibition Center, Boston, MA (USA)
Year and Date
20130713-20130718
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[Presentation] Modeling Alzheimer’s disease using induced pluripotent stem cells from familial and sporadic Alzheimer’s disease patients2013
Author(s)
Shirotani K, Kondo T, Asai M, Tsukita K, Watanabe K, Maruyama K, Murakami K, Irie K, Klein WL, Mori H, Asada T, Inoue H, Iwata N
Organizer
Alzheimer’s Association International Conference 2013
Place of Presentation
Boston Convention and Exhibition Center, Boston, MA (USA)
Year and Date
20130713-20130718
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