| 研究課題/領域番号 |
18K07430
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| 研究機関 | 愛知学院大学 |
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研究代表者 |
丸山 和佳子 愛知学院大学, 心身科学部, 教授 (20333396)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | パーキンソン病 / 脂質過酸化 / 神経老化 / シヌクレイン |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題ではパーキンソン病 (PD) の病因を神経老化という観点で研究した。近年、消化管に分布する自律神経終末で蓄積された毒性をもつ構造異常αシヌクレイン(aS)の中枢神経への移行がPDの原因であるとの仮説が脚光を浴びている。それでは、構造異常aS蓄積の原因は何なのであろうか。酸化ストレスは老化のメカニズムで中心的役割を果たしている。神経細胞の細胞膜には脂質ラジカルを生成する多価不飽和脂肪酸が多量に含まれ、加齢にともなう脂質アルデヒド修飾タンパク質の蓄積が認められる。2018年度の研究では主に神経系培養細胞を用い、酸化脂質によって修飾され構造異常をきたしたaSの生成および毒性について検討を行った。aSを強制発現したヒト神経芽細胞種を用い、神経伝達物質であるドパミン、あるいはミトコンドリア呼吸鎖阻害剤であるロテノン添加による細胞死を惹起した。ドパミンは自動酸化、およびモノアミン酸化酵素による酵素的酸化にともない酸化ストレスを引き起こし、aSの発現によって細胞死は抑制された。一方、ロテノンは細胞内ATPを低下させることで細胞死を引き起こし、aSの発現によって細胞死は促進された。aSが酸化ストレス、およびミトコンドリア障害に対する細胞の脆弱性について一方は抑制し、他方は亢進させるという一見矛盾する結果が得られたことは、aSの生理的機能を考える上で重要な知見と考えられた(Shamoto-Nagai M., et al., 2018)。さらに、上記の細胞死をきたした細胞のWestern blottingおよびConfocal microscopyによる観察により、脂質ペルオキシド、あるいは脂質アルデヒドにより修飾されたタンパク質が増加し、その一部がaS であることが示された(投稿準備中)。なお、ヒトサンプルについては名古屋大学医学部との共同研究にて収集中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
初年度（2018年度）培養細胞を用いたモデル研究において、αシヌクレイン(aS)の生理的機能、すなわち脂質過酸化物のスカベンジャーとしての機能を支持する結果を得ることができた。この結果は、なぜ、老化によりaSタンパク質が構造異常を来たしやすいのかを説明するものと考えられる。本研究課題ではパーキンソン病の病因を神経老化という観点で解明することを目的としている。老化と密接に関わる「酸化ストレス」の物質的基盤としての酸化修飾タンパク質、特に膜脂質由来の酸化脂質によるaSタンパク付加体の生成について理論的裏づけを得たことで、課題の初期目標が達成されたことと考えられる。また、本研究の最終年度では細胞モデルで得られた酸化脂質が付加したaSの存在をパーキンソン病患者の口腔サンプルで確認することを予定している。2018年度、パーキンソン病患者の口腔（唾液）サンプルを倫理委員会の承認の基に50例以上収集した。口腔は最も中枢神経に近い消化管であり、口腔内感染症は頭蓋内へ容易に到達することが知られている。口腔内炎症は他の消化管におけるそれよりも、血管系および末梢神経からの逆行性輸送により中枢神経変性のリスクをより強く増大させる可能性が高い。パーキンソン病患者の唾液腺にはaSの蓄積が観察されることが報告されている。以上より研究の進行は概ね順調と考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
脂質過酸化物により修飾されたαシヌクレイン(aS)の細胞内蓄積の機序について、生成速度の増加だけでなく分解速度の低下の観点から検討を行う。具体的にはリソソームーオートファジー系の阻害を行うことにより、酸化修飾(aS)の蓄積が惹起されることをin vitroで明らかとする。酸化脂質修飾aSの生成メカニズムを明らかにすることにより、パーキンソン病発症に及ぼす老化の役割を解明することが期待される。2019年度においては酸化脂質修飾aSの細胞内蓄積が細胞毒性を惹起する機序をミトコンドリア機能との関連で解明する。さらに、酸化脂質修飾aSが細胞間の毒性伝播に関与する可能性について検討する。最終年度(2020年度)には細胞モデルで得られた酸化修飾aS、特に酸化脂質の付加したaSの存在をパーキンソン病患者の口腔サンプル（唾液）で確認することを目標としている。そのため2019年度は唾液中の酸化ストレスマーカーについて予備的解析を行う予定である。
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