アデノウイルスベクターを用いたアミロイド蛋白質前駆体の機能と神経毒性に関する研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09680743
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 植月 太一 大阪大学, 蛋白質研究所, 助手 (20260309)
• 研究分担者: 斎藤 泉 東京大学, 医科学研究所, 助教授 (70158913)
• キーワード: アデノウイルスベクター / アミロイド前駆体タンパク質 / ヒト胚性ガン細胞 / アポトーシス / カスパーゼ

研究概要

本研究では遺伝子導入強制発現するベクターとしてアデノウイルスベクターを用い、ヒトニューロンに効率よく遺伝子導入する方法を確立した。その系を用いてアミロイド前駆体蛋白質(APP)のヒトニューロンでの作用を研究した。ヒト初代培養ニューロンに代わる培養系としてヒト分化ニューロンに極めて近い性質を持つ胚性ガン細胞NTera2(NT2細胞)由来のニューロンを用いた。完全に分化し、分裂を終了したNT2ニューロンにAPP発現アデノウイルスベクターを導入した。導入後の形態変化を観察したところ、感染後2日目まででは変化は見られなかったが3日目から突起を縮退させ、細胞体も膨潤するなどの変性が観察された。5日目になると変性ニューロンは細胞死を引き起こしていることが確認された
ニューロンの変性がどのような経路でもたらされるのかをさらに検討した。まず変性細胞の核の形態をヘキスト染色により顕微鏡下で観察した。その結果、核の凝集、分裂化が観察された。さらにDNAの断片化が起きていることをタネル反応により確認した。以上の結果からAPP強制発現によるニューロン変性はアポトーシスであることが示された。そこでアポトーシスを引き起こすプロテアーゼ、カスパーゼ群の活性化が起きているのかどうかを検討した。その結果カスパーゼ3が、変性に先立って顕著に活性化されることが見いだされた。これらの結果からアルツハイマー病におけるニューロン変性の際にAPPの過剰蓄積がカスパーゼ3の活性化、さらにアポトーシスを引き起こしている可能性が示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Tominaga K.: "Glutamate responsiveness enhanced in neurons expressing amyloid precursor protein"Neuro Report. 8. 2067-2072 (1997)
• [文献書誌] Nishimura I.: "Degeneration In Vivo of Rat Hippocampal Neurons by Wild-Type Alzheimer Amyloid Precursor Protein Overexpressed by Adenovirus-Mediated Gene Transfer"The Journal of Neuroscience. 18(7). 2387-2398 (1998)
• [文献書誌] Nakada Y.: "The human chromosomal gene for necdin, a neuronal growth suppressor, in the Prader-Willi syndrome deletion region"Gene.. 213. 65-72 (1998)
• [文献書誌] Sato N.: "A Novel Strategy for Introducing Exogenous Bcl-2 into Neuronal Cells: The Cre/loxP System-Mediated Activation of Bcl-2 for Preventing Programmed Cell Death Using Recombinant Adenoviruses"Molecular and Cellular Neuroscience. 12. 65-78 (1998)
• [文献書誌] Uetsuki T.: "Activation of Neuronal Caspase-3 by Intracellular Accumulation of wile-Type Alzheimer Amyloid Precursor Protein"The journal of Neuroscience. 19. 6955-6964 (1999)
• [文献書誌] Hara M.: "Regulation and Deregulation of E2F1 in Postmitotic Neurons Differentiated from Embryonal Carcinoma P19 cells"Experimental Cell Research. 251. 442-451 (1999)
• [文献書誌] Araki T.: "Shp-2 Specifically Regulates Several Tyrosine-Phosphorylated Proteins in Brain-Derived Neurotrophic Factor Signaling in Cultured Cerebral cortical Neurons"J.Neurochem.. 74. 659-668 (2000)
• [文献書誌] Nakada Y.: "Caracterization and Chromosomal Mapping of a human necdin pseudogene"Gene. (発表予定). (2000)
• [文献書誌] 植月 太一: "ウイルスベクターによる遺伝子導入と発現 アデノウイルスベクター系 ニューロサイエンス・ラボマニュアル・神経生物学のための遺伝子導入発現"シュプリンガー フェアラーク東京. 60-82 (1997)
• [文献書誌] 植月 太一: "胚性ガン細胞への遺伝子導入と発現 一過性遺伝子導入法 ニューロサイエンス・ラボマニュアル・神経生物学のための遺伝子導入発現"シュプリンガー フェアラーク東京. 123-130 (1997)