アルツハイマー病の原因遺伝子S182,E5-1遺伝子のβ蛋白分泌における役割

• 研究課題/領域番号: 08838003
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 老化(加齢)
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 東海林 幹夫 群馬大学, 医学部 神経内科, 講師 (60171021)
• 研究期間 (年度): 1996 – 1997
• 研究課題ステータス: 完了 (1997年度)
• 配分額: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 1997年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 1996年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
• キーワード: アルツハイマー病 / S182 / ES-1 / β蛋白 / E5-1

研究概要

目的 AD大脳に特徴的に沈着する老人斑アミロイドのここ数年の研究の進歩はβ蛋白(Aβ)からなる脳アミロイドが神経原線維変化や神経細胞の消失より数十年早く出現する早期の最も重要な変化であることを明らかにした.さらに,家族性ADの解析はβAPP(AD1),Apolipoprotein E4(AD2),第14番染色体上のS182(presenilin-1:PS-1)(AD3),さらに第1番染色体上のE5-1(presenilin-2:PS-2)蛋白(AD4)など少なくとも4つの原因遺伝子によることが最近同定された(Hyslop St G,1995).本研究では1)新たなPS-1変異遺伝子を有する家族性AD家系の同定.2)PS-1,PS-2のwild type遺伝子のクローンニングと変異presenilincDNA作製,3)特異抗体の作製,4)発現細胞の確立,5)点変異による発現蛋白代謝の変化とAβの分泌に及ぼす影響の測定,6)AD脳と正常脳の組織学的および生化学的検索,7)点変異を有するPS-1を発現するtransgenic miceにおける,点変異の意義を検討した.
1)結果 2AM/JPN1家系とSD6家系で新たなpesenilin遺伝子変異(A260V,A285V)と従来の孤発例ADと同様の脳病理変化をみとめた.2)クローニングしたPS-1,PS-2のwild typeに点変異を有する各primerをもちいてmutant PS-1(M146L,A246E,L286V,Exon9,L392V,C410Y)とmutant PS-2(N141I,M239V)を作製した.3)PS-1のN末端22アミノ酸(MTELPAPLSYFONAQMSEDNHLS)とC末端15アミノ酸(LVQPFMDQLAFHQFYI)に対する抗血清(HSN-2,HS-C)を得た.4)wild type PS-1とwild type PS-2のtransient,、stable cell lineを確立して検討すると,44/40kDのfull length PS-1と26/25KDのN末端分画(NTF),17/16KD(CTF)のC末端分画を認めた.293細胞では46/45kDのfull length PS-2と28kDのN末端分画(NTF)を認めた.5)mutant PS-1を発現した系でも同様の44/40kDのfull length PS-1と26/25KDのN末端分画(NTF),17/16KD(CTF)のC末端分画,45/46kDのfull length PS-2と28kDのN末端分画(NTF)を認めた.遺伝子変異によるこれらの生理的なNTF,CTFに変化はみられなかった.6)βAPPNL/CEP4をtransfectionしたdouble transfection stable cell lineで検討した培養上清のAβ1-40,Aβ1-42は明らかに増加していた.7)AD脳5例,正常対照脳5例の大脳で26/25KDのNTFと17/16KDのCTFが認められた.8)prion promoterのもとにPS-1 M146L,C410Yを発現するtransgenic miceではfull length PS-1は44/40kDの蛋白で26/25kDのNTF,17/16kDのCTFとして同定された.点変異の有無による異常な切断分画の出現はみられなかった.9)AD患者8例,正常対照脳8例の海馬の免疫染色ではPS-1は神経細胞胞体や神経突起存在し,AD脳では神経原線維変化,dystrophic neurites,curly fibersにも存在した.

研究成果

• [文献書誌] Aoki, M, Shoji, M et al: "Apresenifin-imutation in a Japanese family with Alzhoiweis diseal and distiuctive abromality on Crau al MRZ" Neurology. 48. 1118-1120 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Igeta, Y, Kawarahayashi, T et al: "Apolipoprotein E accunlates with the propession of Aβ deposition in trous genicmico" J.Newopathol Exp Newol. 56. 1228-1235 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kawarahayashi, T, Sugi, M et al: "Lyscsowal ganer after of anyloid β protein species in trausgenic mico" Braiu Res. 765. 343-348 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kuda, T, Shoji, M et al: "Reduction of Plasuaghu tomy lautiuopopfidare activity in Sporadic Alzhoimev's disease" Biochem.Biophys Res Commun. 231. 526-530 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Okochi, M, Ikeda, M et al: "Droteolytic Prodessing of presouiliu-1(PS-1)is not assoaoted with Alzheiwe's disease" FEBS Letters. 418. 162-166 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Sato, M, Shoji, M et al: "Cytomefelorirus euhoucer/Chichoau beto-act in Prowetercoufers cousttutive and ubi gui fars tasgese expression in vivo" Trarns genics. 2. 153-159 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 東海林 幹夫: "アルハイマー病の病理と成因" 老化の仕組みと疾患(平井俊策編)羊土社,東京, 88-95 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Castano, E.M., Prelli, F., Soto, C., Beavis, R., Matsubara, E., Shoji, M., and Frangione, B.: "The length of amyloid-beta in hereditary cerebral haemorrhage with amyloidosis, Dutch type : Implication for the role of amyloid beta1-42 in Alzheiemr's disease" J Biol Chem. 271. 32185-32191 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Harigaya, Y., Shoji, M., Shirao, T.and Hirai, S.: "Disappearance of actin-binding protein, drebrin, from hippocampal synapses in Alzheimer's disease." J Neurosci Res. 43. 87-92 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Iizuka, T., Shoji, M., Kawarabayashi, T., Sato, M., Kobayashi, T., Kasai, K., Matsubara, E., Watanabe, M., Tomidokoro, T., and Hirai, S.: "Intracellular generation of amyloid beta protein from amyloid B protein precursor fragment by direct cleavage with beta-and gamma-secretase." Biochem Biophys Res Commun. 218. 238-242 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Ikeda, M., Sharma, V., Sumi, S.M., Rogaeva, E., Poorkaj, P., Sherrington, R., Nee, L., Tsuda, T., Oda, N., Watanabe, M., Aoki, M., Shoji, M., Abe, K., Itoyama, Y., Hirai, S., Schellenberg, G.D., Bird, T.D., and St George-Hyslop, P.H.: "The clinical phenotype of two missense mutations in the presenilin 1 genein japanese patients." Ann Neurol. 40. 912-917 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Ishimaru, H., Ishikawa, K., Haga, S., Shoji, M., Ohe, Y., Haga, C., Sasaki, A., andMaruyama, Y.: "Accumulation of apolipoprotein E and beta-amyloid like protein in a trace ofthe hippocampal CAI pyramidal cell oayrafter ischemic delayd neuronal death." Neuroreport. 18. 3063-3064 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kawarabayashi, T., Shoji, M., Sato, M., Sasaki, A., Ho, L., Eckman, C.B., Prada, C.-M., Younkin, S.G., Kobayashi, T., Tada, N., Matsubara, E., Iizuka, T., Harigaya, Y., Kasai, K.and Hirai, S.: "Accumulation of beta amyloid fibrils in pancreas of transgenic mice." Neurobiol Aging. 17. 215-222 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Shoji, M., Kawarabayashi, T., Sato, M., Sasaki, A., Matsubara, E., Iizuka, T., Harigaya, Y., and Hirai, S.: "Systemic overexpression of a c-terminal fragment of human amyloid beta protein precursor causes accumulation of Alzheimer beta amyloid fibrils in pancreas of transgenic mice." Gerontology. 42. 48-56 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Aoki, M., Abe, K., Oda, N., Ikeda, M., Tsuda, T., Kanai, M., Shoji, M., St George-Hyslop, P.H.and Itoyama, Y.: "A presenilin-1 mutation in a Japanese family with Alzeimcr's disease and distinctive abnormalities on cranial MRI" Neurology. 48. 1118-1120 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Igeta Y,Kawarabayashi T,Sato M., Yamada N,Matsubara E., Ishiguro K,Kanai M., Tomidokoro Y,Osuga J,Okamoto K., Hirai S.and Shoji M.: "Apolipoprotein E accumulates with the progression of Abeta deposition in transgenic micc" J Neuropathol Exp Neurol. 56. 1228-1235 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kawarabayashi, T., Igeta, Y., Sato, M., Sasaki, A., Matsubara, E., Kanai, M., Tomidokoro, Y., Ishiguro, K., Okamoto, K., Hirai, S.and Shoji, M.: "Lysosomal generation of amyloid deta protein species in transgenic mice." Brain Res. 765. 343-348 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kuda, T., Shoji, M., Arai, H., Kawashima, S.and Saido, T.C.: "Reduction of plasma glutamyl aminopeptidase activety in sporadic Alzheimer's disease." Biochem Biophys Res Commun. 231. 526-530 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Rogaev, E.I., Sherrington, R., Wu, C., Leveque, G., Liang, Y., Rogaeva, E.A., Chi, H., Ikeda, M., Holman, K., Lin, C., Lukiw, W.J., De Jong, P.J., Fraser, P.E., Rommens, J.M., and St George-Hyslop, P.H.: "Analysis of the 5' sequence genomic structure and alternative splicing of the presenilin-lgene associated with early onsetAlzheimer's disease." Genomics. 40. 415-424 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Sasaki, A., Iijima, M., Yokoo, H., Shoji, M.and Nakazato, Y.: "Human choroid plexus ia an uniquely involved area of the brain in amyloidosis : a histochemical, immunohistochemical and utrastructural study." Brein Res. 755. 193-201 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Sato, M., Kawarabayashi, T., Shoji, M., Kobayashi, T., Hirai, S.and Tada, N.: "Cytomegalovirus enhancer/Chicken beta-actin promoter confers constitutive and ubiquitous transgene expression in vivo." Transgenics. 2. 153-159 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Sato, M., Kawarabayashi, T., Shoji, M., Kobayashi, T., Tada, N., Matsubara, E.and Hirai, S.: "Neurodegeneration and gliosis in transgenic mice overxpressing a carboxy-terminal fragment of Alzheimer amyloid-bete protein precursor." Dement Geriatr Cogn Disord. 8. 296-307 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Tamaoka, A., Sawamura, N., Fukushima, T., Shoji, S., Matsubara, E., Shoji, M., Hirai, S., Furiya, Y., Endoh, R.and Mori, H.: "Amyloid beta protein 42(43) in cerebral fluid of patients with Alzheimer's disease." J Neurol Sci. 148. 41-45 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Tomidokoro Y, Ishiguro K, Igeta Y, Matsubara E, Kawarabayashi, T, Hrigaya Y, Kawakatsu S, Ii, K, Ikeda, M., Hirai S, Okamoto K,Shoji M.: "Distinct Presenilin-1 fragments are closely related with cytoskclctal abnormality in the Alzheimer brain" Neuroreport. in submission.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kanai M,Matsubara E,Isoe K,Urakami K,Nakashima K,Arai H,Sasaki, H,Abe K,Iwatsubo T, Kosaka T,Watanabe M,TomidokoroY,Shizuka M, Mizushima K,Nakamura T,Igeta Y,Ikeda Y,Amari M,Kawarabayshi T,Ishiguro K,Harigaya Y,Wakabayashi K,Okamoto K, Hirai S,Shoji M.: "Longitudinal study of cerebrospinal fluid levels of tau, Abeta1-40 and AB 1-42 (43) in Alzheimer's disease" Ann Neurol. (in press).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kawarabayashi, T., Shoji, M., Sato, M., Sasaki, A., Igeta, Y., Kanai, M., Tomidokoro, Y., Ishiguro, K., Okamoto, K., Libin, Ho., Eckman, C.B., Prada, C-M., Younkin, S.G., Kobayashi, T., Tada, N., Matsubara, E., Iizuka, T., Harigaya, Y., Kasai, K., and Hirai, S.: Accumulation of beta-amyloid fibrilsin transgenic mice. Alzheimer's disease Bilolgy, Diagnosis and Therapeutics.(Iqbal k, Winblad B, Nishimura T, Takeda M.and Wisniewski HMeds.). John Wiley & Sons Ltd, New York, 593-602 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Aoki M, Shaji M et al: "Apresenilin-1 matation in a Japanese family with Alzheimers disease and distinative abuormalities ancranial MRI" Nemology. 48. 1118-1120 (1997)
• [文献書誌] Igeta Y, Shaji M et al: "Apalipaprctein E accumlates with thprogression of Aβ deposition in transgenicmice" J Nemopathol Exp Newol. 56. 1228-1235 (1997)
• [文献書誌] Kawarabayashi T et al: "Lysosamal generation of amyloid betaprotoin in tuansgenic mice" Brain Res. 765. 343-348 (1997)
• [文献書誌] Kuda M, Shaji M et al: "Reduction of Plasma slutamyl aminopep tidaseactivity in sporadic Alzheimens disease" Bioclam Bioplys Res Commim. 231. 526-530 (1997)
• [文献書誌] Okochi M, Ikeda M et al: "Proteolytic processing of presenilin-1 (PS-1) isuot associated with Alzhaimeis diseoue" FEBS Letters. 418. 162-166 (1997)
• [文献書誌] Sato M, Shaji M et al: "Cytomegdavirus enhomcenl Chiden beta-actiugrcmoter confers coustitutive and abiquitous rasgeme exprein invivo" Transgenics. 2. 153-159 (1997)
• [文献書誌] Masaki Ikeda: "The clinical Phenotype of Two Misseuse Matatious in the Presenilin I Gene in Japanese Patieuts" Annals of Neuro logy. 40.6. 912-917 (1996)
• [文献書誌] Eduardo M.Castaro: "The length of Acmyloid-β in Hereditory Cerehral Hemorlage with A cmyloidosis,Dotch Type" Journal of Biological Clemistry. 271. 32185-32191 (1996)
• [文献書誌] Takeshi Kawarabayashi: "Accumlation of β-amyloid fihnils in pancreas of Transganic rmice" Neurobiol-Aging. 17. 215-222 (1996)
• [文献書誌] Iizuka Tomomichi: "Amyloid beta-protein ending at The 43 is aminor companent of some diffuseplaguls in the Alzheimer's disease orain" Brain Res.702. 275-8 (1995)
• [文献書誌] Iizuka Tomomichi: "Intracellular generation of amyloid beta-protein from amyloid beta-prctein precusor fragment by direct cleavage" Biochem-Biophys-Res-Corumun. 2・18. 238-42 (1996)
• [文献書誌] Masashi Abe: "A presenilin-I mutation in a Japanese family with Alzheimeis disease and distiuctive abnormalities on cranial MRI" Neurology. (in press).