神経変性疾患における異常リン酸化タウの蓄積機構の解明

• 研究課題/領域番号: 13210032
• 研究種目: 特定領域研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: (財)東京都医学研究機構
• 研究代表者: 長谷川 成人 財団法人東京都医学研究機構, 東京都精神医学総合研究所, 副参事研究員 (10251232)
• 研究期間 (年度): 2001
• 研究課題ステータス: 完了 (2001年度)
• 配分額: 7,700千円 (直接経費: 7,700千円); 2001年度: 7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
• キーワード: 脳神経疾患 / 痴呆 / 老化 / プロテオーム / 蛋白質

研究概要

(1)試験管内モデル
FTDP-17のミスセンス変異(P301L、V337M、K257T、G389R)を導入したリコンビナントタウを大腸菌に発現、精製し、ヘパリン存在化でタウの線維形成を電子顕微鏡で観察したところ、変異を有するタウは野生型タウ(WT)よりも多くの線維形成がみられ、変異の線維形成促進効果が観察された。その効果はP301Lが最も大きかった。またタウをラット脳粗抽出液でリン酸化して線維化したところ、タウの線維形成の促進が観察された。ヘパリンを添加しない系においても線維形成までは時間がかかったが、同様の結果が得られた。線維化したタウを遠心後、上清と沈澱に分けて、線維化タウを定量したが、電子顕微鏡による観察とほぼ一致した結果が得られた。今回の実験から、タウの変異が線維化を促進することが確認されたと共に、リン酸化がタウの線維化を促進すること、リン酸化と変異の効果が相加的に働くことが試験管内のタウの線維化実験においてはじめて観察された。
(2)動物モデル
野生型ヒトタウ、及びFTDP-17のP301L、P301S変異を導入したタウを過剰発現するトランスジェニックショウジョウバエを作製し、それぞれのタウがハエの脳内で発現していることを免疫組織染色で確認した。
(3)Lewy小体に蓄積するα-synucleinのリン酸化の同定。
Lewy小体型痴呆患者脳に蓄積しているα-synucleinを精製し、アミノ酸配列解析、質量分析を行ったところ、蓄積しているα-synucleinの129番目のセリンが高度にリン酸化されていることを発見した。リン酸化ペプチドを合成し特異的抗体を調製して免疫化学的解析をしたところ、正常では5%程度しかリン酸化されていないのに対し、蓄積しているものは90%以上リン酸化されていることを見出した。

研究成果

• [文献書誌] Kuzuhara S, Kokubo Y, Sasaki R, Narita Y, Yabana T, Hasegawa M et al.: "Familial amyotrophic lateral sclerosis and parkinsonism-dementia complex of the Kii Peninsula of Japan : clinical and neuropathological study and tau analysis"Ann Neurol. 49. 501-11 (2001)
• [文献書誌] Miyamoto K, Kowalska A, Hasegawa M et al: "Familial frontotemporal dementia and parkinsonism with a novel mutation at an intron 10+11-splice site in the tau gene"Ann Neurol. 50. 117-20 (2001)
• [文献書誌] Mori H, Motoi Y, Kobayashi T, Hasegawa M, et al: "Tau accumulation in a patient with pallidonigroluysian atrophy"Neurosci Lett. 309. 89-92 (2001)
• [文献書誌] Hasegawa M, Fujiwara H, Domae N, et al.: "α-synuclein is phosphorylated in synucleinopathy lesions"Nature Cell Biology. 4. 160-164 (2002)
• [文献書誌] Hayashi S, Toyoshima Y, Hasegawa M, et al.: "Late-onset frontotemporal dementia with a novel exon 1(Arg5His) tau gene mutation"Ann Neurol. (in press).