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アルツハイマー病患者の脳におけるシトルリン化蛋白質の生成、蓄積を免疫組織染色により調べた。その結果、アルツハイマー病患者の脳(海馬とその周辺)では、シトルリン化蛋白質の異常な蓄積が確認された。一方、正常脳では、シトルリン化蛋白質は、ほとんど検出されなかった。また、シトルリン化蛋白質を産生する酵素PAD2もアルツハイマー病患者の脳で増加していることが確認された。染色像を強拡大した結果、シトルリン化蛋白質、PAD2陽性細胞は、グリア細胞のひとつであるアストロサイト様の形態を示した。検証するため、アストロサイトのマーカー蛋白質であるグリア線維性酸性蛋白質(GFAP)との蛍光二重染色を行った。その結果、GFAP陽性細胞とシトルリン化蛋白質、 PAD2陽性細胞が良く一致した。これらの結果は、アルツハイマー病患者の脳ではアストロサイトにPAD2が多く発現し、同細胞にシトルリン化蛋白質が多く蓄積していると考えられる。同時に、アミロイドベータ蛋白質(Aβ)やリン酸化タウに対する抗体を用いた連続切片による免疫組織染色を行った。
その結果、Aβ陽性の老人斑やリン酸化タウ陽性の神経原線維変化とシトルリン化蛋白質陽性の染色部位がよく一致した。Aβやリン酸化タウがシトルリン化されているかは未だ明らかではない。アルツハイマー病では、海馬以外にもPAD2の発現が亢進しているかを調べるため、他の部位(小脳、頭頂葉、扁桃核、橋)についてもPAD2の免疫染色を行った。その結果、調べた全ての部位で正常脳に比べてアルツハイマー病ではPAD2の発現亢進が確認された。
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