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2019 年度 実績報告書

神経変性疾患におけるtau及びα-synucleinの共凝集・沈着機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19J22779
研究機関東京大学

研究代表者

高市 雄太  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
キーワード神経変性疾患 / tau / α-synuclein / リン酸化 / GSK-3β
研究実績の概要

rTg4510マウスにおいてα-synuclein(αSyn)のリン酸化に関与する酵素、GSK-3β、PLK-2、PP2Aの発現量、また活性型GSK-3β、非活性型PP2Aの発現量をウエスタンブロッティングにより検索し、モデルマウスにおいて活性型GSK-3βの発現量が増加していることを検出した。また、脳内のそれぞれの領域におけるGSK-3βの活性化とhp-tauとp-αSynの蓄積に有意な正の相関を認めた。3種(TBS可溶、sarkosyl可溶、sarkosyl不溶)の画分に対してウエスタンブロッティングを実施した結果、rTg4510マウスではTBS可溶、sarkosyl可溶画分においてαSyn単量体の量が低下しており、sarkosyl可溶画分ではさらにユビキチン化されたαSyn 2量体(オリゴマー)が増加していた。また、sarkosyl不溶画分においても2量体とユビキチン化2量体を検出した。加えて、rTg4510マウスの神経細胞体内においてproteinase K抵抗性を有するαSynの蓄積を認めた。これまでの結果から、rTg4510マウスではGSK-3βがp-αSynの蓄積に影響を与えており、αSynがリン酸化に加え、多量体化、不溶化、また、proteinase K抵抗性を獲得していることが分かった。
別のtauopathyモデルマウス(PS19マウス)において、rTg4510マウスと同様のリン酸化αSynの蓄積を認め、分布傾向はhp-tauの蓄積領域に一致していた。また、GSK-3βの活性化を認めた。しかし、proteinase K抵抗性のαSynの蓄積は観察されなかった。
また、鰭脚哺乳類の老齢個体の脳において、アミロイドβとリン酸化tauの蓄積を認め、鰭脚哺乳類がヒトのアルツハイマー病病変を自然発症することが分かった。

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

rTg4510マウスにおけるリン酸化α-synuclein蓄積の原因として、GSK-3βの活性化、また過剰リン酸化tau(hp-tau)、リン酸化αSyn(p-αSyn)の蓄積との有意な正の相関を認めた。rTg4510マウスの3種(TBS可溶、sarkosyl可溶、sarkosyl不溶)の画分を検索し、TBS可溶、sarkosyl可溶画分におけるp-αSyn単量体量の低下、sarkosyl可溶画分におけるユビキチン化されたαSyn 2量体(オリゴマー)の増加、sarkosyl不溶画分における2量体およびユビキチン化2量体を検出した。また、rTg4510マウスにおいてproteinase K抵抗性を有するαSynの蓄積を認めた。この結果、rTg4510マウスにおいてαSynがリン酸化に加え、多量体化、不溶化、また、proteinase K抵抗性を獲得していることが明らかになった。したがって、初年度の進捗状況としては概ね順調と考える。

今後の研究の推進方策

今後は、rTg4510マウスにおけるGSK-3βの活性化について詳細に検索する。具体的には、若齢のrTg4510マウスにGSK-3βの阻害剤である塩化リチウムを経口ないし腹腔内投与し、一定期間の後解剖しp-αSynの蓄積の変化を検索する。また、別のtauopathyモデルマウスでも同様の現象を認めており、同マウスにおいてもrTg4510マウスと同様の変化が観察されるかについて検索する。
アルツハイマー病はヒトに特有の疾患であり、マウスはリン酸化tauの蓄積を自然発症しない。しかし、ネコ科動物や鰭脚哺乳類はリン酸化tauの蓄積を自然発症しモデル動物として注目されている。そのため、今後はこれらの動物種の組織を用いてリン酸化tauとリン酸化α-synuclein、さらにアミロイドβや各種リン酸化関連酵素の動態について検索し、蛋白質間の相互作用について比較病理学的な研究を実施する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Iso-α-Acids, Bitter Components in Beer, Suppress Inflammatory Responses and Attenuate Neural Hyperactivation in the Hippocampus2019

    • 著者名/発表者名
      Ano Yasuhisa、Yoshikawa Misato、Takaichi Yuta、Michikawa Makoto、Uchida Kazuyuki、Nakayama Hiroyuki、Takashima Akihiko
    • 雑誌名

      Frontiers in Pharmacology

      巻: 10 ページ: 1331-1342

    • DOI

      10.3389/fphar.2019.00081

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ASPA遺伝子に変異を有する猫の海綿状変化を特徴とする脳症2020

    • 著者名/発表者名
      高市雄太、チェンバーズ ジェームズ、内田和幸、城間萌子、大和修、中山裕之
    • 学会等名
      第7回 日本獣医病理専門家協会学術集会
  • [学会発表] Detection of α-synuclein aggregates in the brain of two different mouse strains of tauopathy model, rTg4510 and PS192019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Takaichi, Terukatsu Washinuma, Hiroyuki Inoue, Yasuhisa Ano, James K. Chambers, Kazuyuki Uchida, Akihiko Takashima, Hiroyuki Nakayama
    • 学会等名
      Neuroscience 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 猫のニーマンピック病の病理学的検索2019

    • 著者名/発表者名
      高市雄太、チェンバーズ ジェームズ、コク ムンケオン、内山博貴、播谷亮、長谷川大輔、内田和幸、諸角元二、中山裕之
    • 学会等名
      獣医神経病学会 2019
  • [学会発表] 神経変性疾患におけるtauとα-synucleinの共沈着に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      高市雄太
    • 学会等名
      第9回 認知症研究を知る若手研究者の集まり

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公開日: 2021-01-27  

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