| 研究課題/領域番号 |
23K21299
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| 補助金の研究課題番号 |
21H02450 (2021-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43040:生物物理学関連
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
坂内 博子 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (40332340)
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| 研究分担者 |
前田 純宏 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (70443025)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2025年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2024年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2023年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
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| キーワード | アルツハイマー病 / タウ / iPS細胞 / １分子解析 / タンパク質凝集 / アミロイドβ / １分子イメージング / シナプス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では（１）アルツハイマー病の病理に応じて特異的に現れる膜分子動態異常は何か？ （２）アルツハイマー病の進行を反映する膜分子動態異常は存在するか？ （３）膜分子動態異常がどのように神経機能の異常や細胞死をひきおこすのか？という問いに答える。様々なアルツハイマーモデル神経細胞やヒトiPS細胞において複数の膜分子の分子動態を１分子レベルかつ網羅的に計測し、アルツハイマー病の発症と進行に伴っておこる膜分子動態異常を見出し、原因となる異常タンパク質の生成から神経細胞死に至る分子機構を解明する。
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| 研究実績の概要 |
本研究ではアルツハイマー病の病理に応じて特異的に現れる膜分子動態異常は何か？ アルツハイマー病の進行を反映する膜分子動態異常は存在するか？ 膜分子動態異常がどのように神経機能の異常や細胞死をひきおこすのか？という問いに答えることを目標としている。
今年度は、アルツハイマー病の様々な病理モデルの作成とその細胞レベルの病理の検証を行なった。アミロイドβ(Aβ）細胞外投与モデルでは、Aβモノマー・オリゴマーが興奮性シナプスの構造に影響を与えるかを、定量的免疫蛍光染色法を用いて検討した。Aβオリゴマーを数日間投与した細胞において興奮性シナプスの異常が起こる可能性が示唆された。タウ過剰発現モデルにおいては、樹状突起スパインの数に変化がおこる可能性が示された。
量子ドット１分子イメージングを効率よく行うために、複数の分子を同一の細胞で観察する新しいラベル法を開発した。細胞膜分子のラベルは、目的分子の細胞外エピトープを認識する抗体を用いて行われる。GABAA受容体の抗体にオリゴDNAを融合し、そのオリゴDNAの相補配列を融合した量子ドットを標的させて神経細胞をラベルしたところ、2次抗体を用いた実験と同様の膜分子動態が計測できた。異なるDNA配列を用いてリン脂質を同時に、異なる波長の量子ドットでラベルしたところ、２種類の分子を精度良く観察し分けることができた。
研究分担者はアルツハイマー病関連のタウA152T変異を持つヒトiPS細胞を樹立し、興奮性神経細胞誘導系を確立した。その細胞において、シナプス関連分子の局在を野生型との比較を行なった。現在のところ、大きな表現系は見出されていない。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
アルツハイマー病のモデル細胞系が複数確立できている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度確立したアルツハイマー病モデル動物神経細胞・およびiPS細胞において、細胞膜分子の１分子イメージングによる膜分子動態解析、カルシウムイメージング法による神経細胞の活動の解析を行う。複数のモデルで、複数の膜分子動態を網羅的に解析することにより、アルツハイマー病に共通する分子動態異常を見出す。A152T以外のタウ変異を持つiPS細胞を作成に着手する。
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