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2019 年度 実績報告書

異常凝集体の細胞内形成と分泌によるアルツハイマー病神経細胞死の伝播

研究課題

研究課題/領域番号 17H04055
研究機関公益財団法人神戸医療産業都市推進機構

研究代表者

星 美奈子  公益財団法人神戸医療産業都市推進機構, その他部局等, 研究員(副センター長・部長クラス) (30374010)

研究分担者 廣明 秀一  名古屋大学, 創薬科学研究科, 教授 (10336589)
垣尾 翔大  公益財団法人神戸医療産業都市推進機構, その他部局等, 研究員(研究員・PDクラス) (10789085) [辞退]
笹原 智也  公益財団法人神戸医療産業都市推進機構, その他部局等, 研究員(研究員・PDクラス) (30735345)
久保 厚子  公益財団法人神戸医療産業都市推進機構, その他部局等, 研究員(研究員・PDクラス) (70647792)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードナトリウムポンプ / 神経変性疾患 / 神経細胞死 / アルツハイマー病 / タンパク質ータンパク質相互作用 / ペプチド創薬
研究実績の概要

申請者らは、アルツハイマー病患者脳より毒性の強いAβ由来の凝集体を同定した。この凝集体ASPDは、Aβ30個が規則的に折り畳まれ球状の構造を取っており、患者の重症度に相関して脳内に蓄積される。ASPDは、表面の突起で神経の生存と機能に必須なシナプスタンパク質Na, K-ATPase α3(NAKα3)に選択的に結合し、その機能を阻害することで細胞死を誘導する(Ohnishi et al. PNAS2015)。本研究では、ASPDがNAKα3に選択的に結合する構造基盤を理解するとともに、NAKα3の局在と真の機能を解明する。さらに、ASPD形成機構から神経細胞死の伝播機構を解明することを目的とする。
課題1については、マウス脳を用いて解析を行い、全ての細胞にあるとされるNAKα1と神経細胞に¥固有とされるNAKα3の分布をin situを用いて解析を行った。その結果、実はNAKα3高発現神経細胞とNAKα1高発現神経細胞に分かれることが解った(J. Comp. Neurol. 2020 in press)。
課題2については、ASPD表面に結合し、NAKα3との相互作用を阻止するペプチド配列の全てのアミノ酸残基を置換し構造活性相関を解析し、今後の創薬基盤となる最適化を行った。
課題3については、成熟神経細胞を用いてASPD形成機構を解明するべく、新たな観察システムを構築した。その結果、Aβは全ての神経細胞で産生されているが、ASPDは興奮性神経細胞の内部でのみ形成されており、その後、メカニズムはまだ不明であるが、細胞外に分泌され、NAKα3に結合し、NAKα3神経細胞を死に至らしめることが解った。
上記のとおり予定した研究を進めることが出来た。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Karolinska Institutet/University of Gothenburg(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      Karolinska Institutet/University of Gothenburg
  • [国際共同研究] Vlaams Instituut voor Biotechnologie(ベルギー)

    • 国名
      ベルギー
    • 外国機関名
      Vlaams Instituut voor Biotechnologie
  • [国際共同研究] QPS(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      QPS
  • [国際共同研究] Weizmann Institute of Science(イスラエル)

    • 国名
      イスラエル
    • 外国機関名
      Weizmann Institute of Science
  • [雑誌論文] NMR-based site-resolved profiling of ホイ-amyloid misfolding reveals structural transitions from pathologically relevant spherical oligomer to fibril.2020

    • 著者名/発表者名
      Yiling Xiao, Isamu Matsuda, Masafumi Inoue, Tomoya Sasahara, Minako Hoshi, Yoshitaka Ishii
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry

      巻: 295 ページ: 458-467

    • DOI

      10.1074/jbc.RA119.008522

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Highly neurotoxic amyloid-ホイ assemblies from Alzheimer's disease brain, amylospheroids, inhibit endothelial NAKホア3 activity, resulting in the inhibition of eNOS activity in human brain microvascular endothelial cells2020

    • 著者名/発表者名
      笹原 智也
    • 学会等名
      第93回日本薬理学会年会
  • [学会発表] ナトリウムポンプと神経変性疾患の新たな関係2019

    • 著者名/発表者名
      星 美奈子
    • 学会等名
      第30回日本医学会総会2019
    • 招待講演
  • [学会発表] 生化学者が進めてきたアルツハイマー病研究の道のり:基礎から応用また基礎へ2019

    • 著者名/発表者名
      星 美奈子
    • 学会等名
      生化学若い研究者の会 近畿支部 2019年初夏のセミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] ナトリウムポンプとアルツハイマー病2019

    • 著者名/発表者名
      星 美奈子
    • 学会等名
      東北大学加齢医学研究所セミナー
    • 招待講演
  • [図書] "Molecular Biology of Neurodegenerative Diseases: Visions for the Future, Volume 168 1st Edition(Chapter Two: Tracking down a missing trigger for Alzheimer's disease by mass spectrometric imaging based on brain network analysis)"2019

    • 著者名/発表者名
      Minako Hoshi
    • 総ページ数
      408
    • 出版者
      Elsevier
    • ISBN
      9780128178751
  • [備考] 神経変性疾患研究部

    • URL

      https://www.fbri-kobe.org/laboratory/research3/

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公開日: 2021-01-27  

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