Intramembrane proteolysis of beta-APP in a gamma-secretase independent mechanism

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26461745
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 柳田 寛太 大阪大学, 医学系研究科, 特任研究員(常勤) (70467596)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田上 真次 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (40362735) ; 大河内 正康 大阪大学, 医学系研究科, 講師 (90335357)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: アルツハイマー病 / γ-セクレターゼ / CRISPR/CAS9

Outline of Annual Research Achievements

γ-セクレターゼ非依存的なβAPPの膜内切断メカニズムを解析するため、Aβ産生を増加させる家族性アルツハイマー病変異体（スウェーデン変異）のβAPPを発現させたHEK細胞（swAPP/HEK）を作製し、γ-セクレターゼ複合体の主要構成タンパクであるプレセニリン1及びプレセニリン2をCRISPR/CAS9法を用いてノックアウトした（swAPP/PSDKO HEK細胞）。この細胞にオートファジー/リソソーム酵素阻害剤であるクロロキンを作用させると、γ-セクレターゼの基質となるα-またはβ-セクレターゼでβAPPが切断されたC末端断片（α-CTF、β-CTF）が1.3倍増加していた。しかしリソソーム酵素を阻害しないオートファジー阻害剤（Wortmannin）ではCTFの量は変化しなかった。この結果から、CTFの分解には非オートファジーのリソソーム分解系が関与していることが示唆された。クロロキンによってswAPP/PSDKO HEK細胞のCTFの膜内切断が阻害されているかを調べるため、細胞内のオリゴペプチドを調製し、βAPPの膜貫通領域内の3-6アミノ酸のペプチドをLC-Ms/Msで定量した。その結果、βAPPの膜貫通領域由来と考えられる3アミノ酸のペプチド8種類が減少していた。しかし、カテプシンB、H、L、Sを阻害するLeupeptinやカテプシンDを阻害するPepstatin Aでは変化は見られなかった。この事からβAPPの膜貫通領域はリソソームに存在するTripeptidyl peptidase Iの様なペプチドを3アミノ酸ずつ切断するペプチダーゼによって分解されることが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Semagacestat Is a Pseudo-Inhibitor of γ-Secretase (2017)
  • Author(s): Tagami Shinji、Yanagida Kanta、Kodama Takashi S.、Takami Mako、Mizuta Naoki、Oyama Hiroshi、Nishitomi Kouhei、Chiu Yu-wen、Okamoto Toru、Ikeuchi Takeshi、Sakaguchi Gaku、Kudo Takashi、Matsuura Yoshiharu、Fukumori Akio、Takeda Masatoshi、Ihara Yasuo、Okochi Masayasu
  • Journal Title: Cell Reports Volume: 21 Pages: 259～273
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2017.09.032
  • Peer Reviewed / Open Access