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2020 年度 実施状況報告書

核酸とペプチドツールを用いたアルツハイマー病関連複合体の形成原理の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K06524
研究機関京都大学

研究代表者

永田 崇  京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (10415250)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードアミロイドβ / プリオン / アプタマー / NMR / AFM
研究実績の概要

アルツハイマー病患者の脳にはアミロイドβペプチド(Aβ)からなる繊維が蓄積する。一方、繊維となったAβではなく、溶解性のAβが記憶・学習障害の責任であると考えられるようになった。また、溶解性Aβが神経細胞表面に提示されたプリオン蛋白質(PrPC)に結合し、記憶・学習障害に関わるシグナルを伝達することが示唆されている。我々はこれまでに、Aβの繊維化を抑制するペプチドとPrPCに強く結合する抗PrPC RNAアプタマーを見出しており、本研究ではこれらを使って、溶解性AβとPrPCとの複合体およびAβ繊維の形成原理を解明するとともに、治療への分子基盤を確立することを目指している。今年度は、溶解性Aβと我々が見出した抗PrPC RNAアプタマーのシナプス可塑性に対する影響を調べることを目指した。溶解性Aβと抗PrPC RNAアプタマーを各々、もしくは順次マウスの海馬薄切片に投与した後、電気刺激を与え応答を観測する実験を行った。まず、溶解性Aβは調製方法によって性質が異なることがわかったため、この実験に適した溶解性Aβの調製方法の確立を行った。また、可塑性を計測する実験プロトコルの整備を行った。目下計測を繰返し傾向を調べているところであり、溶解性Aβがシナプス可塑性を減弱させること、抗PrPC RNAアプタマーがこの減弱を回復させることが示されつつある。
一方、以前抗PrPC RNAアプタマーを得る上で培った技術や、NMR解析した技術やノウハウを活用し、未だ解決していない遺伝子複製の分子機構の研究を行い(雑誌論文、学会発表)、また、ヒト免疫不全ウイルスに対する創薬に関する研究も行った(学会発表)。

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

今年度は、溶解性Aβと我々が見出した抗PrPC RNAアプタマーのシナプス可塑性に対する影響を調べることを目指した。溶解性Aβと抗PrPC RNAアプタマーを各々、もしくは順次マウスの海馬薄切片に投与した後、電気刺激を与え応答を観測する実験を行った。まず、この実験に適した溶解性Aβの調製方法を確立するとともに、実験プロトコルの整備を行った。その結果、溶解性Aβがシナプス可塑性を減弱させること、抗PrPC RNAアプタマーがこの減弱を回復させることが示されつつある。
一方、以前抗PrPC RNAアプタマーを得る上で培った技術や、NMR解析した技術やノウハウを活用し、未だ解決していない遺伝子複製の分子機構の研究を行い(雑誌論文、学会発表)、また、ヒト免疫不全ウイルスに対する創薬に関する研究も行った(学会発表)。

今後の研究の推進方策

溶解性Aβと繊維化抑制ペプチドの分子間結合、構造、分子運動など、分子レベル、原子レベルの解析について進めていく。また、蛍光標識、免疫染色などにより、溶解性Aβ、PrPC、抗PrPC RNAアプタマーの海馬薄切片における局在性を調べる。

次年度使用額が生じた理由

溶解性Aβと繊維化抑制ペプチドの分子間結合、構造、分子運動など、分子レベル、原子レベルの解析を行うため、NMR及びAFM実験に必要な試薬を購入する。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Investigation of the Interaction of Human Origin Recognition Complex Subunit 1 with G-Quadruplex DNAs of Human c-myc Promoter and Telomere Regions2021

    • 著者名/発表者名
      Eladl Afaf、Yamaoki Yudai、Hoshina Shoko、Horinouchi Haruka、Kondo Keiko、Waga Shou、Nagata Takashi、Katahira Masato
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 ページ: 3481~3481

    • DOI

      10.3390/ijms22073481

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Non-coding RNA suppresses FUS aggregation caused by mechanistic shear stress on pipetting in a sequence-dependent manner2021

    • 著者名/発表者名
      Hamad N, Yoneda R, So M, Kurokawa R, Nagata T, Katahira M
    • 雑誌名

      Scientific Report, in press

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Investigation of the interaction between human origin recognition complex subunit 1 and G-rich DNAs2020

    • 著者名/発表者名
      A. Eladl, Y. Yamaoki, S. Hoshina, H. Horinouchi, K. Kondo, O. Eladl, T. Nagata, S. Waga, M. Katahira
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会(オンライン開催)
  • [学会発表] Vif-CBFβ-CUL5-ELOB-ELOC複合体に結合するアプタマーのNMR解析2020

    • 著者名/発表者名
      熊谷紀志, 鈴木拓也, 関川湧斗, 神庭圭佑, 万里, 永田佳代子, 高折晃史, 片平正人, 永田崇, 坂本泰一
    • 学会等名
      第59回NMR討論会

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公開日: 2021-12-27  

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