脳老化を制御するプロテアーゼシステムの解明

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12210019
• 研究機関: 特殊法人理化学研究所
• 研究代表者: 西道 隆臣 理化学研究所, 神経蛋白制御研究チーム, チームリーダー (80205690)
• キーワード: アルツハイマー病 / βアミロイド / ネプリライシン / カルパイン / カルパスタチン / カスパーゼ

研究概要

アミロイドAβ(Aβ)分解系については、ネプリライシンが脳内における主要なAβ分解酵素であることを明らかにしたのみならず、老化に伴ったネプリライシンの発現や活性の低下が、部分的であっても、Aβの蓄積、ひいては、アルツハイマー病発症の原因となりうること、および、ネプリライシンの発現や活性を正方向に制御することによって脳内におけるAβ蓄積を抑制できることを示してきた。実際に、ネプリライシンをプライマリカルチャーに強制発現することによって、細胞内外のAβを除去することができることを示した。また、詳細な免疫組織化学的解析によりネプリライシンは、軸索付近およびプレシナプスに存在すること、インターニューロンに強く発現すること、そして、加齢に伴って貫通線維および苔状線維の末端部位で選択的に低下することを観測した。インターニューロンは種々の神経ペプチドの産生部位であると同時に神経ペプチドによる支配を受けているので、神経ペプチドリセプターを介したネプリライシン発現制御機構の存在が示唆される。このことは、アルツハイマー病の脳である種の神経ペプチドのレベルが低下していることとも一致することから、神経細胞特異的にネプリライシンの遺伝子発現を制御する因子(GPCRリガンド)をスクリーニングするための新しい実験系を作成し、スクリーニングを開始し、有力な候補が得られつつある。また、細胞内蛋白分解システムの解析においては、カスパーゼ阻害蛋白質(p35)Tgマウスを用いた解析により、in vivoにおける興奮性アミノ酸による神経細胞死には、カスパーゼよりむしろカルパインが関与していることが示された。現在作成中のカルパスタチンTgマウスとあわせて、様々の様式の神経細胞死の機構の解析に応用できることが期待される。また、カルパスタチン遺伝子破壊マウスの作成についても順調に進行している。

研究成果

• [文献書誌] Saito, T., Takaki, Y., Iwata, N., Trojanowski, J., Saido.T.C.: "Alzheimer's disease, neuropeptide, neuropeptidase, and Aβ metabolism"Science (SAGE-KE). (in press). (2003)
• [文献書誌] Fukami, S., Watanabe, K., Iwata, N., Haraoka, J., Lu, B., Gerard, N.P., Gerard, C., St.George-Hyslop, P., Saido, T.C.: "Aβ-degrading endopeptidase, neprilysin, in mouse brain : Synaptic and axonal localization inversely correlating with Aβ pathology"Neurosci. Res.. 43. 39-56 (2002)
• [文献書誌] Shirotani, K., Tsubuki, S., Lee, H.-J., Maruyama, K., Saido T.C.: "Generation of amyloid b peptide with pyroglutamate at position 3 in primary cortical neurons"Neurosci. Lett.. 327. 25-28 (2002)
• [文献書誌] Fukami, S., Iwata, N., Saido, T.C.: "Therapeutic strategies of Alzheimer's disease through manipulation of Aβ metabolism : a focus on Aβ-degrading enzyme, neprilysin"Drug Development Research. 56. 171-183 (2002)
• [文献書誌] Iwata, N., Takaki, Y., Fukami, S., Tsubuki, S., Saido, T.C.: "Region-specific reduction of Aβ-degrading endopeptidase, neprilysin, in mouse hippocampus upon aging"J. Neurosci. Res. 70. 493-500 (2002)
• [文献書誌] Tomioka M, Shirotani K, Iwata N., Lee Hahn-jun, Yang F, Cole M, Saido, T.C.: "In vivo role of caspases in excitotoxic neuronal death : generation and analysis of transgenic mice expressing baculoviral caspase inhibitor, p35, in postnatal neurons"Brain Res Mol Brain Res. 16. 18-32 (2002)
• [文献書誌] Takahashi, M., Fukami, S., Iwata, N., Inoue, K., Itohara, S., Itoh, H., Haraoka, J., Saido, T.C.: "In vivo glioma growth requires host-derived matrix metalloproteinase 2 for maintenance of angioarchitecture"Pharmacol. Res. 46. 155-163 (2002)
• [文献書誌] Saido, T.C.: "Aβ Metabolism and Alzheimer's Disease : -Overview-Aβ metabolism : from Alzheimer research to brain aging control"Landes Bioscience (in press). (2003)
• [文献書誌] Saido T.C.: "Aβ Metabolism and Alzheimer's Disease : Proteolytic degradation of Aβ by neprilisin"Landes Bioscience (in press). (2003)