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2020 年度 実施状況報告書

孤発性プリオン病の再現-液相分離から感染性アミロイドを作成する

研究課題

研究課題/領域番号 19K22600
研究機関長崎大学

研究代表者

西田 教行  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (40333520)

研究分担者 石橋 大輔  福岡大学, 薬学部, 教授 (10432973)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2022-03-31
キーワードプリオン / 液相分離
研究実績の概要

全長のリコンビナントプリオンタンパク(rPrPC)と23-89アミノ酸を欠失させたΔ(23-89)rPrPCのβシート構造の形成能を、アミロイドに特異的な蛍光色素であるチオフラビンTを用いて、経時的に定量した。全長rPrPCの液滴は48時間の観察時間中、チオフラビンTの蛍光値が増加したが、Δ(23-89)rPrPCでは蛍光値の変化は見られなかった。この蛍光値の増加は、液相から固相に転じる相転移の変化を反映していると考えられる。
また、ゲル状の固相rPrP(rPrPゲル)と生体内の異常型プリオンタンパク(PrPSc)とを比較してどのような生化学的特性を持っているかを検討した。PrPScはプロテイナーゼK抵抗性及びrPrPをアミロイドに変換するシード活性を持つことが知られている。rPrPCゲルについても同様の生化学的特性を持つかどうかをウエスタンブロット法及びRT-QuIC法を用いて検討した。ウエスタンブロット法からはrPrPゲルはPrPScとほぼ同程度のプロテイナーゼK抵抗性を示した。しかし、試験管内でPrPの構造変換を促進するReal Time-Quaking Induced Conversion(RT-QuIC)法でrPrPゲルを用いても、正常型PrPの構造変換反応は認められなかった。このことから、我々が作成した固相PrPゲルはシード活性は持たないことが明らかになった。この理由は現時点では明らかでないが、rPrPCに核酸などを添加することで感染性を持つアミロイドの作成に成功した報告が過去になされていることから、今後同様のアプローチで人工感染性アミロイドの確立を目指す。

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

作成したゲル状の固相PrPがプロテイナーゼK抵抗性を示したりチオフラビンTと結合するなど、異常型プリオンタンパクと同じような性質を持つことが証明できた。しかしこの固相PrPはシード活性を持っていない。N末端の変異や遺伝性プリオン病で認められる変異を導入したプリオンタンパクで検討を行う必要が出てきたため。

今後の研究の推進方策

プリオンタンパクのN末端側がアミロイドゲル形成に重要な役割を果たしていることが分かった。このN末端の変異体のrPrPを用いてさらに詳しく研究することで、効率よくアミロイドゲルができる条件やシード活性を持つ条件を見出す。
また、pathological mutationをもったrPrPを作成して、同様の実験をおこなう。これら2つの方法で、シード活性を持つ固相PrPの作成し、PrPScが生まれるメカニズムを明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

コロナウイルスの流行に伴う緊急事態宣言で実験する時間が減少したこと、学会へ行く旅費が不要になったことで、使用しなかった助成金が発生した。
作成した固相PrPゲルがアミロイド様の性質を持つことが分かったが、正常なPrPの構造を変換させるシード活性は示さなかった。シード活性を有するには何が必要であるかさらなる研究を進めるために使用する。
繰り越した経費は実験に必要なリコンビナントPrP作成のための試薬(ニッケルカラム等)の購入や国際学会(Asia Pacific Prion Symposium 北京)の参加費用に充てる予定。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件)

  • [雑誌論文] Biomarkers and diagnostic guidelines for sporadic Creutzfeldt-Jakob disease2021

    • 著者名/発表者名
      Hermann Peter、Appleby Brian、Brandel Jean-Philippe、Caughey Byron、Collins Steven、Geschwind Michael D、Green Alison、Haik Stephane、Kovacs Gabor G、Ladogana Anna、Llorens Franc、Mead Simon、Nishida Noriyuki、Pal Suvankar、Parchi Piero、Pocchiari Maurizio、Satoh Katsuya、Zanusso Gianluigi、Zerr Inga
    • 雑誌名

      The Lancet Neurology

      巻: 20 ページ: 235~246

    • DOI

      10.1016/S1474-4422(20)30477-4

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Liquid-liquid phase separation of full-length prion protein initiates conformational conversion in vitro2021

    • 著者名/発表者名
      Tange Hiroya、Ishibashi Daisuke、Nakagaki Takehiro、Taguchi Yuzuru、Kamatari Yuji O.、Ozawa Hiroki、Nishida Noriyuki
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 296 ページ: 100367~100367

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2021.100367

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Abnormal prion protein deposits with high seeding activities in the skeletal muscle, femoral nerve, and scalp of an autopsied case of sporadic Creutzfeldt?Jakob disease2021

    • 著者名/発表者名
      Honda Hiroyuki、Mori Shinichiro、Watanabe Akihiro、Sasagasako Naokazu、Sadashima Shoko、??ng Trang、Satoh Katsuya、Nishida Noriyuki、Iwaki Toru
    • 雑誌名

      Neuropathology

      巻: 41 ページ: 152-158

    • DOI

      10.1111/neup.12717

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation, optimization and characterization of novel anti-prion compounds2020

    • 著者名/発表者名
      Altieri Andrea、Spiridonov Evgeny A.、Sivtzev Semen I.、Ishibashi Daisuke、Biggi Silvia、Nishida Noriyuki、Biasini Emiliano、Kurkin Alexander V.
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 28 ページ: 115717~115717

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2020.115717

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Feasibility studies of radioiodinated pyridyl benzofuran derivatives as potential SPECT imaging agents for prion deposits in the brain2020

    • 著者名/発表者名
      Fuchigami Takeshi、Kawasaki Masao、Watanabe Hiroyuki、Nakagaki Takehiro、Nishi Kodai、Sano Kazunori、Atarashi Ryuichiro、Nakaie Mari、Yoshida Sakura、Ono Masahiro、Nishida Noriyuki、Nakayama Morio
    • 雑誌名

      Nuclear Medicine and Biology

      巻: 90-91 ページ: 41~48

    • DOI

      10.1016/j.nucmedbio.2020.09.003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel Compounds Identified by Structure-Based Prion Disease Drug Discovery Using In Silico Screening Delay the Progression of an Illness in Prion-Infected Mice2020

    • 著者名/発表者名
      Ishibashi Daisuke、Ishikawa Takeshi、Mizuta Satoshi、Tange Hiroya、Nakagaki Takehiro、Hamada Tsuyoshi、Nishida Noriyuki
    • 雑誌名

      Neurotherapeutics

      巻: 17 ページ: 1836~1849

    • DOI

      10.1007/s13311-020-00903-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Administration of FK506 from Late Stage of Disease Prolongs Survival of Human Prion-Inoculated Mice2020

    • 著者名/発表者名
      Nakagaki Takehiro、Ishibashi Daisuke、Mori Tsuyoshi、Miyazaki Yukiko、Takatsuki Hanae、Tange Hiroya、Taguchi Yuzuru、Satoh Katsuya、Atarashi Ryuichiro、Nishida Noriyuki
    • 雑誌名

      Neurotherapeutics

      巻: 17 ページ: 1850~1860

    • DOI

      10.1007/s13311-020-00870-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Difference in driver gene expression patterns between perihilar and peripheral intrahepatic cholangiocarcinoma in an experimental mouse model2020

    • 著者名/発表者名
      Adachi Toshiyuki、Adachi Tomohiko、Nakagaki Takehiro、Ono Shinichiro、Hidaka Masaaki、Ito Shinichiro、Kanetaka Kengo、Takatsuki Mitsuhisa、Nishida Noriyuki、Eguchi Susumu
    • 雑誌名

      Journal of Hepato-Biliary-Pancreatic Sciences

      巻: 27 ページ: 477~486

    • DOI

      10.1002/jhbp.772

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discrimination between L-type and C-type bovine spongiform encephalopathy by the strain-specific reactions of real-time quaking-induced conversion2020

    • 著者名/発表者名
      Ubagai Kaori、Fukuda Shigeo、Mori Tsuyoshi、Takatsuki Hanae、Taguchi Yuzuru、Kageyama Soichi、Nishida Noriyuki、Atarashi Ryuichiro
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 526 ページ: 1049~1053

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.03.183

    • 査読あり

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公開日: 2021-12-27  

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