2015 Fiscal Year Annual Research Report
脳タンパク質老化の伝播性と感染性を検証する線虫モデルの確立
Publicly Offered Research
| Project Area | Prevention of brain protein aging and dementia |
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| Project/Area Number |
15H01566
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
古川 良明 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (40415287)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 蛋白質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多くの神経変性疾患において、タンパク質線維の異常な蓄積が主要な病理学的変化として観察される。試験管内での実験により、タンパク質は「核形成」と「線維伸長」の二つの過程を通じて線維化し、タンパク質数分子からなる「核」の形成が律速段階であることが知られている。タンパク質線維の興味深い特徴として、それ自体が構造的な鋳型（シード）としてタンパク質線維化を促進する自己複製機能が挙げられる。例えば、タンパク質線維を物理的に剪断し、それらをタンパク質溶液に添加すると、核形成過程がスキップされてタンパク質の線維化が爆発的に進行する。このような自己複製反応は「シーディング」と呼ばれ、神経変性疾患における病態の伝播や感染を制御する分子基盤ではないかと考えられている。本課題では、線虫を利用した新たなシーディングモデルを構築することで、生物間におけるタンパク質線維の感染危険性について、その検証を試みた。
まず、筋萎縮性側索硬化症、及び、パーキンソン病の原因タンパク質であるSOD1、及び、α-synuclein（α-Syn）に着目し、各々の線維状凝集体を試験管内にて作製した。また、Ribosomal skippingを利用して、蛍光タンパク質EGFPとSOD1/α-Synを線虫の腸管特異的に発現させたものの、SOD1/α-Synの構造不安定性による分解のためか、その発現量が非常に低いことが分かった。さらに、SOD1/α-Synの線維状凝集体を食餌として与えたものの、線虫内にSOD1/α-Synが不溶性凝集体として蓄積することはなかった。そこで現在は、線虫内でのSOD1/α-Synの発現量、あるいは、発現組織を変化させ、シーディングによる線虫内での凝集促進について検討を進めている。
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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
本課題の初年度の研究計画として、SOD1、及び、α-Syn蛋白質を腸管、ならびに、神経系に発現する線虫の作製を予定していたが、各々の蛋白質に対応するcDNAを線虫にマイクロインジェクションする手法・技術を修得し、モデル線虫の作製に成功した。さらに、各タンパク質の凝集体をモデル線虫に食させ、当初の予定通り、シーディングによる凝集体形成についても検討することができた。よって、本課題は概ね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度にモデル線虫の作製に成功したものの、線虫内に発現させた疾患関連変異型SOD1/α-Syn蛋白質は比較的不安定で、分解されやすいことが考えられた。そこで、疾患関連変異型の中でも比較的熱安定性が高いと考えられている変異体について、それらを発現する線虫を用いて、同様の実験を試みる計画である。
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