2016 Fiscal Year Research-status Report
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26860052
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| Research Institution | Gakushuin University |
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Principal Investigator |
住岡 暁夫 学習院大学, 理学部, 助教 (00431320)
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2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | アルツハイマー病 / タウ / 脂質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルツハイマー病（AD）は最も患者数の多い認知症で、根本療法の開発が望まれる。ADの病理学的特長のひとつ神経原繊維変化の主要構成成分は凝集したリン酸化タウ蛋白質である。そしてタウの病変はADの原因の一つであり、この病変の仕組みを明らかにし、防ぐ必要がある。
本研究で私は、膜脂質成分の代謝異常によるAD発症モデルを検証する。これまでにタウが特異的に結合する脂質成分X1を同定している。このX1は、AD患者やADモデルマウスの脳内で発現の低下している事が報告されている。そこで私はこの脂質X1に注目し、研究目標Ⅰ 内在性X1によるタウの病変形成の検証、研究目標Ⅱ 作用機序の解明、に取り組んでいる。
平成28年度は、研究目標Ⅰでは、X1代謝酵素に注目した。培養細胞系で、X1の代謝酵素と補酵素の発現をShRNAiで抑制した株を作製し、タウの病変を観察した。その結果、補酵素の発現抑制株で顕著なタウのリン酸化レベルの低下が観察された。また、個体レベルの解析ではX1の代謝酵素を欠損させた遺伝子改変マウスを作製し、タウの病変を観察した。その結果、X1の代謝酵素を欠損させたマウスではタウの一部の部位のリン酸化の低下が観察された。以上より、内在性X1によるタウの病変制御を明らかにした。
研究目標Ⅱでは、タウのリン酸化に注目した。Phos-tag法とタウリン酸化型変異体作製を網羅的に実施し、タウの主要なリン酸化部位の同定に成功した。さらに、リン酸化型変異と脱リン酸化型変異のキメラ体を網羅的に作成し、各リン酸化部位の病理的役割を検証した。その結果、X1の結合部位に存在するリン酸化修飾が特にタウの凝集に作用することが明らかになった。さらに、結合部位の変異体に対する特異的なX1の作用が観察された。以上から、X1によるタウ凝集抑制作用の仕組みとして、リン酸化を介して結合特異的な作用機序を明らかにした。
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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
平成28年度は、主に研究目標I、Ⅱで大きな成果が得られた。
研究目標Ⅰ について、内在性X1によるタウの病変としてリン酸化レベルの制御を培養細胞系とマウスの個体レベルで明らかにした。
研究目標Ⅱ について、タウのリン酸化修飾について網羅的な解析を試み、X1結合部位のリン酸化による凝集制御の仕組みを明らかにした。一方で、上流に当たるアルツハイマー病にみられるX1の代謝異常の仕組みについては、利用できる抗体の不足から十分な取り組めていない。
以上のとおり、平成28年度は、研究目標I、Ⅱにともに大いに進展がえられたが、研究目標Ⅱ の一部で取り組みに問題があることから、おおむね順調に進展していると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度は、研究目標Ⅰ について、内在性X1によるタウの病変としてリン酸化レベルの制御を培養細胞系とマウスの個体レベルで明らかにした。平成29年度は、引き続きタウの病変として、タウの凝集について検討していく。すでに、プラットフォームとして、培養細胞系において高効率でタウの凝集を誘導し、分画・検出する評価手法を確立している。
平成28年度は、研究目標Ⅱ について、タウのリン酸化修飾について網羅的な解析を試み、X1結合部位のリン酸化による凝集制御の仕組みを明らかにした。平成29年度は、進行が遅れているアルツハイマー病にみられるX1の代謝異常の仕組みの解明に取り組む。ADモデルマウスとして、１年齢のJ20マウスを使用する。これまでに用意できた抗体を用いて、マウス脳破砕液中のX1前駆体脂質成分とX1分解酵素の発現量を観察する。また、X1の合成・代謝活性の測定をそれぞれ試みる。
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| Causes of Carryover |
マウス繁殖・維持費用の変更と、研究計画の一部変更のため。
計画案当初の所属機関では、動物施設の利用に大きな制限があり、外部委託の利用を想定していた。しかし、本年度より所属機関を変更し、所属機関内での動物施設の利用が増加した。その結果、当初利用を想定していた外部委託によるマウス繁殖・維持費用分が減額した。
また、研究目標Ⅱで予定していたX1の代謝異常の仕組みの解明に利用する抗体を大きく見積もっていたが、本年度は今後の議論の基礎となるタウのリン酸化修飾の網羅的解析を優先した。そのため、抗体の使用予定の変更から、消耗品費用の減額が発生した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度を予定していたX1の代謝異常の仕組みの解明に利用する抗体の購入など、主に生化学研究に使用する消耗品の購入と、所属機関変更に伴い損耗した備品の修理・更新費用にあてる。
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