アルツハイマー病βアミロイド線維の試験管内形成及び分解機構の解明

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14017040
• 研究機関: 福井医科大学
• 研究代表者: 内木 宏延 福井医科大学, 医学部, 教授 (10227704)
• 研究分担者: 長谷川 一浩 福井医科大学, 医学部, 助手 (60324159)
• キーワード: アミロイド / アルツハイマー病 / ベータアミロイド線維 / 血管アミロイド症 / 表面プラズマ共鳴法 / アミロイド共存蛋白質

研究概要

1.脳血管壁マトリクス分子ならびにアミロイド共存物質がβアミロイド線維形成に及ぼす影響の解析:血管アミロイド症、並びに、アルツハイマー病における、βアミロイド線維の形成・沈着において、Aβ蛋白と基底膜成分等の生体成分との相互作用が重要であると考えられる。最初に、βアミロイド線維の試験管内での伸長・脱重合機構を表面プラズモン共鳴法を原理とするビアコアを用いて、さらに詳細に解析した。この方法は、開放反応系を用いており、線維の伸長及び脱重合反応を、より生体に近いモデルとして解析することができる。この結果、重合速度と脱重合速度が均衡するAβ蛋白濃度を初めて実験的に求めることができた。この濃度はAβ40アミロイド線維では20nMであり、脳脊髄液中の濃度より高い。従って、脳内ではAβ40が局所濃縮されているか、或いは、形成された線維に一部のアミロイド共存成分が結合することで、線維を安定化し脱重合を阻害していることが示唆された。そこで、種々の生体内成分が、Aβ蛋白又はβアミロイド線維と相互作用して線維伸長に及ぼす影響を、定量的に解析する方法をビアコアを用いて検討した。apoE、HSAを例として、βアミロイド線維伸長反応に対する作用を比較解析したところ、apoEの方が強い抑制効果を示すと考えられる。本方法により、線維形成に重要な影響を及ぼす生体成分を検出し、その反応機構を詳細に解析できると考えられる。
2.βアミロイド線維の分解過程を修飾する分子の探索:試験管内でβアミロイド線維を分解する化合物を検討した結果、nordehydroguaiaretic acid, rifampicin, nicotin等が強い分解活性を示した。また、培養細胞に対する、βアミロイド線維の毒性を比較検討した結果、nordehydroguaiaretic acidで分解した線維の毒性が低いことが示された。

研究成果

• [文献書誌] Ono, K., et al.: "Nordihydroguaiaretic acid potently breaks down pre-formed Alzheimer's β-amyloid fibrils in vitro"J. Neurochem.. 81(3). 434-440 (2002)
• [文献書誌] Martsev, S.P., et al.: "Amyloidfibril formation of the mouse VL domain at acidic pH"Biochemistry. 41(10). 3389-3395 (2002)
• [文献書誌] Hoshino, M., et al.: "Mapping the core of the β2-microglobulin amyloidfibril by H/D exchange"Nat. Struct. Biol.. 9(5). 332-336 (2002)
• [文献書誌] Hong, D., et al.: "Conformation of β2-microglobulin amyloid fibrils analyzed by reduction of the disulfide bond"J. Biol. Chem.. 277(24). 21554-21560 (2002)
• [文献書誌] Ono, K., et al.: "Nicotine breaks down preformed Alzheimer's β-amyloidfibrils in vitro"Biol. Psychiatry. 52(9). 880-886 (2002)
• [文献書誌] Katou, H., et al.: "The role of disulfide bond in the amyloidogenic state of β2-microglobulin stidied by heteronticlear NMR"Protein Sci.. 11(9). 2218-2229 (2002)
• [文献書誌] Takahashi, N., et al.: "Establishment of a first-order kinetic model of light chain-associated amyloid fibril extension in vitro"Biochim. Biophys. Acta. 1601(1). 110-120 (2002)
• [文献書誌] Hasegawa, K., et al.: "Kinetic modeling and determination of reaction constants of Alzheimer's β-amyloid fibril extension and dissociation using surface plasmon resonance"Biochemistry. 41(46). 13489-13498 (2002)
• [文献書誌] Yamamoto, A., et al.: "Iron (III) induces aggregation of hyperphosphorylated tau and its reduction to iron (II) reverses the aggregation : implications in the formation of neurofibrillary tangles of Alzheimer's disease"J. Neurochem.. 82(5). 1137-1147 (2002)
• [文献書誌] Ban, T., et al.: "Direct observation of amyloid fibril growth monitored by thioflavin T fluorescence"J. Biol. Chem.. (in press). (2003)