プリオン蛋白オリゴマーの生化学的性質および神経細胞毒性と感染性の検討

• Project/Area Number: 21500337
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Nerve anatomy/Neuropathology
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 佐々木 健介 Kyushu University, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (80380616)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2011: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2010: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2009: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: プリオン蛋白 / オリゴマー / 界面活性剤 / ゲル濾過 / 遠心カラム / プロテアーゼ / 全反射顕微鏡 / 蛍光抗体

Research Abstract

プリオン持続感染細胞ScN2aに治療薬を投与して異常プリオン蛋白の動態を解析する研究で、種類の異なる薬剤を投与して蛋白重合度変化の違いを詳細に検討した。薬剤投与によりプロテアーゼ抵抗性異常プリオン蛋白だけでなく、プリオン蛋白オリゴマーも抑制された。しかし、コンゴ・レッドおよびその誘導体化合物を投与した場合には、分子量数100kDa程度の比較的小さなオリゴマーの抑制効果が乏しいのに対して、ペントサンポリ硫酸投与では十分な抑制効果が示された。これが生体での治療効果に影響を及ぼしている可能性があり、低分子オリゴマーが神経細胞毒性に関与することが示唆された。全反射顕微鏡を用いた解析で、蛍光標識した抗プリオン蛋白抗体を培養細胞から調製したサンプルと反応させて、プリオン蛋白と結合したと考えられる輝点を検出・測定した。未反応の遊離蛍光抗体およびプリオン蛋白モノマーと結合した低輝度の輝点をガウス分布のあてはめにより除外して、重合プリオン蛋白に複数の抗体が結合したと考えられる高輝度のスポットを定量化した。異なるエピトープを認識する抗体を用いて比較解析を行ったところ、高輝度のスポットの割合は抗体ごとに異なり、オリゴマーを構成するプリオン蛋白分子の異常な重合や構造変換を示唆している可能性がある。また、ヤコブ病剖検例の検討を継続して、ヒトのプリオン病におけるペントサンポリ硫酸脳室内投与例のうち、4例の剖検データを蓄積した。治療群では、非治療コントロール群と比較してプリオン蛋白オリゴマーの割合が低下している傾向を認めた。プリオン病の病態解明にプロテアーゼ抵抗性という指標だけでなく、蛋白重合度や構造変換という指標も重要であることが示された。

Research Products

• [Journal Article] Insulin resistance is associated with the pathology of Alzheimer's disease : the Hisayama Study (2010)
  • Author(s): Matsuzaki T, et al.
  • Journal Title: Neurology Volume: 75 Pages: 764-770
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 異常プリオン蛋白検出法の変遷 ―神経変性疾患の病態解明に向けて― (2010)
  • Author(s): 佐々木健介
  • Journal Title: 福岡医学雑誌 100 Pages: 313-321
  • NAID: 120001875161
• [Journal Article] Insulin resistance is associated with the pathology of Alzheimer's disease : the Hisayama Study (2010)
  • Author(s): Matsuzaki T, et al.
  • Journal Title: Neurology (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of oligomeric prion-protein aggregates in a mouse model of prion disease (2009)
  • Author(s): 佐々木健介, et al.
  • Journal Title: Journal of Pathology 219 Pages: 123-130
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Incidence and survival of dementia in a general population of Japanese elderly : the Hisayama Study (2009)
  • Author(s): Matsui T, et al.
  • Journal Title: J Neurol Neurosurg Psychiatry 80 Pages: 366-370
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Prion protein oligomers in Creutzfeldt-Jakob disease detected by gel-filtration centrifuge columns (2009)
  • Author(s): Minaki H., et al.
  • Journal Title: Neuropathology 29 Pages: 536-542
  • Peer Reviewed
• [Presentation] プリオン持続感染細胞株における治療候補薬によるプリオン蛋白重合度の変化 (2010)
  • Author(s): 佐々木健介
  • Organizer: 第51回日本神経病理学会
  • Place of Presentation: 砂防会館別館(東京都)
  • Year and Date: 2010-04-24
• [Presentation] 蛍光色素-分子検出技術を用いたプリオン蛋白重合度評価の試み (2010)
  • Author(s): 柴野智子
  • Organizer: 第51回日本神経病理学会
  • Place of Presentation: 砂防会館別館(東京都)
  • Year and Date: 2010-04-24
• [Presentation] 久山町疫学調査と神経病理 (2010)
  • Author(s): 佐々木健介、岩城徹
  • Organizer: 第51回日本神経病理学会
  • Place of Presentation: 砂防会館別館(東京都)
  • Year and Date: 2010-04-24
• [Presentation] Effect of therapeutic drugs on prion protein polymerization in a prion-infected cell line (2010)
  • Author(s): Sasaki K, et al.
  • Organizer: 17th International Congress of Neuropathology
  • Place of Presentation: Salzburg
• [Presentation] Detection of prion-protein oligomers by single molecule fluorescence imaging (2010)
  • Author(s): Shibano S, et al.
  • Organizer: 17th International Congress of Neuropathology
  • Place of Presentation: Salzburg
• [Presentation] アルツハイマー病と耐糖能異常:久山町認知症研究 (2009)
  • Author(s): 佐々木健介
  • Organizer: 第23回老年期認知症研究会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-07-25
• [Presentation] 多彩なプリオン蛋白沈着パターンを示したMM1+2孤発性クロイツフェルト・ヤコブ病の一剖検例 (2009)
  • Author(s): 佐々木健介
  • Organizer: 第50回日本神経病理学会
  • Place of Presentation: 高松
  • Year and Date: 2009-06-06
• [Presentation] ペントサンポリ硫酸治療症例におけるプリオン蛋白重合度変化の解析 (2009)
  • Author(s): 本田裕之
  • Organizer: 第50回日本神経病理学会
  • Place of Presentation: 高松
  • Year and Date: 2009-06-06
• [Presentation] プリオン持続感染細胞株におけるプリオン蛋白重合度の解析 (2009)
  • Author(s): 柴野智子
  • Organizer: 第50回日本神経病理学会
  • Place of Presentation: 高松
  • Year and Date: 2009-06-06
• [Presentation] 耐糖能異常とアルツハイマー病の病理学的関連 (2009)
  • Author(s): 松崎尊信
  • Organizer: 第50回日本神経病理学会
  • Place of Presentation: 高松
  • Year and Date: 2009-06-06
• [Book] プリオン病と遅発性ウイルス感染症「病理と病理診断」(分担執筆) (2010)
  • Author(s): 佐々木健介、岩城徹
  • Publisher: 金原出版