アルドラーゼＡを介した異常型プリオン蛋白侵入機構の解明と牛海綿状脳症予防への応用

• Project/Area Number: 13J02872
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Zootechnical science/Grassland science
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 長澤 裕哉 東北大学, 農学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: プリオン / アルドラーゼA / M細胞

Outline of Annual Research Achievements

牛海綿状脳症はウシのプリオン病であり、日本及び世界の畜産業の関連産業に大きな打撃を与えた。そのため、牛海綿状脳症の全容解明が望まれている。近年、牛海綿状脳症の感染は、腸管M細胞が異常型プリオンを取り込んで輸送小胞として基底側へトランスサイトーシスを行うことが報告され、M細胞を介して行われることが明らかとなった。しかし、ウシ腸管上皮M細胞におけるプリオン蛋白質取り込みに関わる詳細な研究は行われていない。申請者はプリオン蛋白質取り込みに深く関わる蛋白質としてアルドラーゼAを同定し、アルドラーゼAがプリオン蛋白質と親和性を持ち、異常型プリオン蛋白質取り込み部位で強く発現していることを明らかにしてきた。本研究では、アルドラーゼAに焦点を当て、アルドラーゼAが異常型プリオン蛋白質の感染に関与する蛋白質であることを解明する目的で研究を進めた。
アルドラーゼAは、M細胞表面、輸送小胞中、神経線維芽細胞株およびマウスの中枢神経中においても強く発現していることが免疫染色の結果明らかとなった。また、当研究室で樹立したM細胞に分化誘導能を持つマウスおよびウシ腸管上皮細胞をトランズウェルに播種してM細胞に分化誘導させた後にBIE細胞を抗アルドラーゼA抗体で処理し、異常型プリオン蛋白質を添加した。培養9時間後に下部培地を回収し、プロテアーゼK処理後にウェスタンブロット解析を行い、異常型プリオン蛋白質を検出した。その結果、下部培地中の異常型プリオン蛋白質が抗体処理により抑制された。また、人工DNAヌクレアーゼTALENを用いてアルドラーゼAノックアウト細胞を作製し、同様の実験を行った結果、M細胞における異常型プリオン蛋白質の取り込みが抑制された。以上より、M細胞表面に存在するアルドラーゼAを抗体で処理することにより、M細胞における異常型プリオン蛋白質取り込みが抑制されることが判明した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Prion protein binds to aldolase A of bovine intestinal M cells. (2015)
  • Author(s): Nagasawa Y, Takahashi Y, Itani W, Watanabe H, Hidaka Y, Mr. Morita S, Watanabe K, Ohwada S, Kitazawa H, Imamura M, Yokoyama T, Horiuchi M, Sakaguchi S, Mohri S, Michael Rose , Nochi T, Aso H.
  • Journal Title: Open journal of Veterinary medicine Volume: 5 Issue: 03 Pages: 43-60
  • DOI: 10.4236/ojvm.2015.53007
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] ウシ腸管Ｍ細胞における解糖系酵素アルドラーゼＡの合成と分泌 (2014)
  • Author(s): 長澤裕哉、盛田彰太郎、日高湧介、鈴木 京、渡邉一史、渡邊康一、大和田修一、野地智法、北澤春樹、今村守一、横山 隆、堀内基広、坂口末廣、麻生 久
  • Organizer: 日本獣医学会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2014-09-09 – 2014-09-12
• [Presentation] Prion proteins binding of Aldolase A of intestinal M cells in a PrP-binding protein (2014)
  • Author(s): 長澤裕哉、渡邉一史、日高湧介、盛田彰太郎、渡邊康一、大和田修一、北澤春樹、今村守一、横山 隆、堀内基広、坂口末廣、毛利資郎、麻生 久
  • Organizer: Asian Pacific Prion Symposium (APPS) 2014
  • Place of Presentation: 済州島 コンベンションセンター（韓国）
  • Year and Date: 2014-07-06 – 2014-07-07
• [Presentation] ウシパイエル板M細胞における解糖系酵素アルドラーゼAを介した異常型プリオン蛋白質取り込み機構 (2014)
  • Author(s): 長澤裕哉
  • Organizer: 第118回日本畜産学会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Year and Date: 2014-03-27
• [Presentation] マウス腸管M細胞における解糖系酵素アルドラーゼAを介した異常型プリオン蛋白質取り込み機構 (2013)
  • Author(s): 長澤裕哉
  • Organizer: 日本獣医学会
  • Place of Presentation: 岐阜大学
  • Year and Date: 2013-09-20
• [Presentation] The role of Aldolase A in transcytosis of PrPSc by intestinal M cells. (2013)
  • Author(s): 長澤裕哉
  • Organizer: Asian Pacific Prion Symposium (APPS) 2013
  • Place of Presentation: ハウステンボス ユトレヒトプラザ(長崎県佐世保市)
  • Year and Date: 2013-07-21
• [Presentation] Cyclophilin A is a specific marker of M cells in bovine intestinal Peyer's patches (2013)
  • Author(s): 長澤裕哉
  • Organizer: NIH-Tohoku University-JSPS国際シンポジウム
  • Place of Presentation: 東北大学艮陵会館ラウンジ
  • Year and Date: 2013-05-10