アミロイドβ蛋白(Aβ)重合機構の解明:動物モデルにおけるSeed Aβの捕捉

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12210022
• 研究機関: 国立療養所中部病院(長寿医療研究センター)
• 研究代表者: 柳澤 勝彦 国立療養所中部病院, 長寿医療研究センター・痴呆疾患研究部, 部長 (10230260)
• キーワード: アルツハイマー病 / アミロイドβ蛋白 / 老人斑 / GM1ガングリオシド / コレステロール / アポリポ蛋白E

研究概要

本研究はアルツハイマー病(AD)脳におけるアミロイドβ蛋白(Aβ)の重合機構を、Aβの重合開始点に働いていることが想定されるseed Aβに焦点をあて解明することを目的とする。本年度はseed Aβの候補分子として本研究者が見い出したGM1ガングリオシド結合型Aβ(GAβ)を脳内で捕捉し、その病的役割を明らかにすることを目標に、既に作製済みの抗GAβ抗体を対象に、その反応特性解析ならびに脳内移行促進の為の遺伝子工学的改良を加えた。抗GAβ抗体は当初IgMモノクローナル抗体(4396)として得られたが、これを遺伝子工学的にクラススウイッチしIgGモノクローナル抗体(4396C)を得た。4396Cの反応特性は、liposome上で形成させたGAβを対象とした免疫電子顕微鏡学的観察、定量的liposome結合実験およびdot blot実験において確認された。本年度はさらに4396CをFab化し、生細胞膜の通過を可能とさせる為にHIV由来のTATペプチドの結合を行った。得られた4396C(Fab)-TATを培養下の生細胞に投与し、その細胞膜通過を確認した。また同抗体断片化ペプチドは試験管内における可溶性Aβの重合を、原抗体である4396Cと同様に抑制することを確認した。以上の結果より、4396C(Fab)-TATは脳におけるAβ重合を抑止しうる薬剤となる可能性が強く示唆され、平成15年度からのAD病態モデル動物への投与に向け量産を開始した。また本年度においては、ADモデル動物におけるGAβの生化学的ならびに免疫組織化学的な捕捉を目標とした検討を開始した。モデル動物としては、加齢に伴い例外なくAβを脳内に蓄積することが知られているカニクイザルを対象とした(東京大学大学院農学生命科学科および国立感染症研究所筑波霊長類センターとの共同研究)。本年度に行った予備的実験において、30歳を超える老齢サル脳においてGAβが蓄積している可能性が、上記4396C抗体を用いた生化学的ならびに免疫組織化学的検討により示された。本研究者のこれまでの実験により、GAβの構造(免疫反応性)は解析の為の様々な組織の前処理により容易に破壊される可能性が示されている。動物モデルを対象とした実験においては新鮮な組織を解析することが可能であり、GAβ研究の進展に寄与するものと期待される。

研究成果

• [文献書誌] Hayashi H, (Yanagisawa K) et al.: "Cholesterol is increased in the exofacial leaflet of synaptic plasma membranes of human apolipoprotein E4 knock-in mice"Neuroreport. 13. 383-386 (2002)
• [文献書誌] Yanagisawa K: "Cholesterol and pathological processes in Alzheimer's disease"J Neurosci Res. 70. 361-366 (2002)
• [文献書誌] Fan QW, (Yanagisawa K) et al.: "Cholesterol-dependent modulation of dendrite outgrowth and microtubule stability in cultured neurons"J Neurochem. 80. 178-190 (2002)
• [文献書誌] Zou K, (Yanagisawa K) et al.: "A Novel function of monomeric amyloid β-protein serving as an antioxidant molecule against metal-induced oxidative damage"J Neurosci. 22. 4833-4841 (2002)
• [文献書誌] Gong JS, (Yanagisawa K) et al.: "Amyloid β-protein affects cholesterol metabolism in cultured neurons : Implications for pivotal role of cholesterol in the amyloid cascade"J Neurosci Res. 70. 438-466 (2002)
• [文献書誌] Komano H, (Yanagisawa K) et al.: "A new functional screening system for identification of regulators for the generation of amyloid β-protein"J Biol Chem. 277. 39627-39633 (2002)
• [文献書誌] Sai X, (Yanagisawa K) et al.: "Endoplasmic reticulum stess-inducible protein, Herp, enhances Presenilin-mediated generation of amyloid β-protein"J Biol Chem. 277. 12915-12920 (2002)
• [文献書誌] Kakio A, (Yanagisawa K) et al.: "Interactions of amyloid β-protein with various gangliosides in raft like membranes : Importance of GM1 ganglioside-bound form as an endogenous seed for Alzheimer amyloid"Biochemistry. 23. 7385-7390 (2002)