新規プリオン類似蛋白の生理機能解明と病原性(第2のプリオン可能性)の追求

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13470065
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 片峰 茂 長崎大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (40161062)
• キーワード: プリオン病 / プリオン蛋白 / プリオン類似蛋白 / 遺伝子改変マウス / 海綿状変性

研究概要

Purkinje細胞変性を来すプリオン蛋白(PrP)欠損マウス(Ngsk-Prnp^<0/0>)の神経細胞で異所性に発現するプリオン類似蛋白(PrPLP/Dp1)の機能解明を試み以下の知見を得た。
(1)PrPLP/Dp1を発現しないZrchI-Prnp^<0/0>マウスのbackgroundに、Purkinje細胞特異的にPrPLP/Dp1を強制発現させることにより、Purkinje細胞変性が細胞それ自身におけるPrPLP/Dp1の過剰発現によって起こり、またPrP^cが発現量依存的にPrPLP/Dp1の神経細胞変性作用を阻害することが判明した。プリオン病では構成的PrP立体構造変換によりPrP^Cの機能消失が起り、蓄積したPrP^<Sc>がPrPLP/Dp1と同様の神経毒性を発揮すると仮定すれば、Ngsk-Prnp^<0/0>は有用なプリオン病神経変性モデルといえる。
(2)変異型PrP遺伝子のNgsk-Prnp^<0/0>への再導入実験により、N末66アミノ酸(residues23-88)がPrP^Cの神経変性防御作用に必須であることを明らかにした。この領域はCu^<++>結合部位とされるOcta-repeat領域に相当する。PrP^Cの神経変性防御作用にはCu^<++>が関与することが示唆され、ひいてはCu^<++>がPrPLP/Dp1とPrPの拮抗作用の標的分子である可能性も考えられた。
(3)PrPLP/Dp1の神経細胞における発現がプリオン病におけるPrP^<Sc>の蓄積あるいは病態に影響を与える可能性を、神経細胞でPrPLP/Dp1を異所性に発現する遺伝子改変マウスを用いて検討した。その結果、PrPLP/Dp1はプリオン病マウスモデルにおいては、その病態を正にも負にも修飾しないこと、プリオンによってはPrPLP/Dp1の構造変換を誘導することはできず病原性も獲得しないことが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Atarashi R et al.: "Deletion of N-terminal residues 23-88 from prion protein (PrP) abrogates the potential to rescue PrP-deficient mice from PrP-like protein/doppel-induced Neurodegeneration"J Biol Chem.. 278・31. 28944-28949 (2003)
• [文献書誌] Watarai M et al.: "Cellular prion protein promotes Brucella infection into macrophages"J Exp Med.. 198・1. 5-17 (2003)
• [文献書誌] Yukitake M et al.: "EAAT4 mRNA expression is preserved in the cerebellum of prion protein-deficient mice"Neurosci Lett. 352・3. 171-174 (2003)
• [文献書誌] Atarashi, R.et al.: "Abnormal activation of glial cells in the brains of prion protein-deficient mice ectopically expressing prion protein-like protein, PrPLP/Dp1"Mol.Med.. 7・12. 803-809 (2001)
• [文献書誌] Lehmann S et al.: "Ex vivo transmission of mouse-adapted prion strains to N2a and GT1-7 cell lines"In Alzheimer's Disease : Advances in Etiology, Pathogenesis and Therapeutics. 679-686 (2001)