神経変性疾患における異常蛋白質蓄積機構の解明

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20023038
• 研究機関: (財)東京都医学研究機構
• 研究代表者: 長谷川 成人 (財)東京都医学研究機構, 東京都精神医学総合研究所, 副参事研究員 (10251232)
• キーワード: αシヌクレイン / 線維化 / 凝集阻害剤 / タウ / TDP-43 / アミロイド / 構造変化 / 伝播

研究概要

本年度は、認知症等、神経変性疾患の原因と考えられるタンパク質の異常凝集のメカニズムについて、αシヌクレインの試験管内モデルを用いて明らかにした。またその根本治療法や治療薬として最近注目を集めている低分子化合物のタンパク凝集抑制効果について、特異抗体を用いた方法や生化学解析からその分子作用機序を明らかにした。
αsynはパーキンソン病(PD)やレビー小体病患者脳に蓄積するタンパク質であるが、明瞭な構造をとらないnatively unfbld edproteinの一種とされている。αsynのN末端からC末端まで、約10アミノ酸ごとのペプチドを抗原にして作製した特異抗体を用いてその構造変化を解析した結果、αsynは溶液中である程度の構造をとっていること、線維化することによりその構造が大きく変化することを明らかとなった。また、凝集阻害効果を有する低分子化合物を添加すると化合物と結合したモノマーや二量体が形成されるが、それらはモノマーと線維のちょうど中間的な構造を示すことを抗体を用いた解析から示された。この結果は低分子凝集阻害薬が結合したαsynモノマーや二量体は線維形成のon-pathwayの中間体であり、阻害薬は構造変化したモノマーや二量体に作用して線維形成を抑制することを意味する。
家族性PDに発見されたA30P変異を導入したαsynは、野生型αsynとは性質が異なる断片化しやすい線維を形成することを見いだした。このA30P線維を鋳型に野生型αsynを線維化すると、野生型ではなく、A30P型の性質を有する線維が形成される。逆に野生型αsyn線維を鋳型にA30P αsynを線維化しても、A30P線維の構造と性質を有する線維が形成されることが判明した。以上の結果から、線維化したタンパク質の構造の違いが変性疾患の多様な病理、病態となって現れる可能性が考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Characterization of inhibitor-bound alpha-synuclein dimer : role of alpha-synuclein N-terminal region in dimerization and inhibitor binding. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Y, Masuda M, Sasakawa H, Nonaka T, Hanashima S, Hisanaga SI, Kato K, Hasegawa M.
  • 雑誌名: J Mol Biol 395 ページ: 445-456
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conversion of wild-type alpha -synuclein into mutant-type fibrils and its propagation in the presence of A30P mutant. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yonetani M, Nonaka T, Masuda M, Inukai Y, Oikawa T, Hisanaga SI, Hasegawa M.
  • 雑誌名: J Biol Chem 284 ページ: 7940-7950
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of alpha-synuclein fibril assembly by small molecules : Analysis using epitope-specific antibodies. (2009)
  • 著者名/発表者名: Masuda M, Hasegawa M. Nonaka T, Oikawa T, Yonetani M, Yamaguchi Y, Kato K, Hisanaga S, Goedert M.
  • 雑誌名: FEBS Lett 583 ページ: 787-791
  • 査読あり
• [雑誌論文] Methylene blue and dimebon inhibit aggregation of TDP-43 in cellular models. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamashita M, Nonaka T, Arai T, Kametani F, Buchman VL, Ninkina N, Bachurin SO, Akiyama H, Goedert M, Hasegawa M.
  • 雑誌名: FEBS Lett 583 ページ: 2419-2424
  • 査読あり
• [雑誌論文] Truncation and pathogenic mutations facilitate the formation of intracellular aggregates of TDP-43. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nonaka T, Kametanil F, Arai T, Akiyama H, Hasegawa M.
  • 雑誌名: Hum Mol Genet 18 ページ: 3353-3364
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Cellular Model To Monitor Proteasome Dysfunction by alpha-Synuclein. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nonaka T, Hasegawa M.
  • 雑誌名: Biochemistry 48 ページ: 8014-8022
  • 査読あり
• [学会発表] プロテオミクス解析からALS/FTLDの病態解明、治療へ (2009)
  • 著者名/発表者名: 長谷川成人
  • 学会等名: 第5回プロテオミクス・構造生物学講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-11-02
• [学会発表] 変性疾患に蓄積する異常タンパク質の生化学解析とモデルの構築 (2009)
  • 著者名/発表者名: 長谷川成人
  • 学会等名: 神経変性疾患コンソーシアム2009
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-09-20
• [学会発表] TDP-43蓄積症の概念と病態解明への展望 (2009)
  • 著者名/発表者名: 長谷川成人
  • 学会等名: 第50回日本神経学会総会,教育講演
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-05-22
• [備考]
  • URL: http://www.prit.go.jp/Ja/Archives/arch09.html