アミロイドβの毒性オリゴマーの構造解析に基づいた抗アルツハイマー病薬の開発

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21248015
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 入江 一浩 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (00168535)
• 研究分担者: 竹腰 清乃理 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10206964) ; 清水 孝彦 千葉大学, 医学(系)研究科(研究院), その他 (40301791) ; 村上 一馬 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (80571281)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: アルツハイマー / アミロイドβ / オリゴマー / 毒性ターン / 抗体 / フラボノイド / 凝集抑制 / カテコール

研究概要

本研究は，アルツハイマー病の原因物質である42残基のアミロイドβタンパク質 (Aβ42) の毒性本体と考えられるオリゴマー (2-4量体) の特徴的な構造に基づき，毒性オリゴマーを特異的に認識する抗体や，その形成を阻害する低分子化合物の開発を目的としている．本年度は，最近開発に成功した抗毒性オリゴマー抗体 (11A1) のAD診断への応用と毒性オリゴマー形成を阻害する低分子有機化合物の作用機構に関する研究を行った．
本研究代表者らは，11A1がAD患者脳抽出液中のAβの毒性オリゴマー（3量体）と選択的に反応することを見いだしている．そこで，AD患者の脳脊髄液を用いた11A1による新しいAD診断法の開発に向けた予備実験を行った．具体的には，抗毒性オリゴマー抗体 (11A1) を固相に，Aβ42のN末端抗体である82E1を液相に用いたサンドイッチELISAを作製し，人工的に調製したAβオリゴマーに対する反応性を検討した．その結果，11A1は固相よりも液相に用いた方が有効であることが示唆された．
シリマリン中に含まれるタキシフォリンは，B環にカテコール構造を持つフラバノノールである．昨年度，タキシフォリンの自動酸化によって生じたオルトキノン体が，Aβ42の16番目のリシン残基によってマイケル付加を受けることにより，Aβ42の凝集を阻害していることを示唆する結果を得た．今年度は，Aβ42のβシート形成を顕著に抑制する非カテコール型フラボノイド（カンフェロール，モリン，ダチセチン）に着目し，それらの作用機構を解析した．その結果，これらによる凝集抑制には，Aβ42のリシン残基は関与していないこと，一方で，13,14番目のヒスチジン残基から始まるβシート領域と相互作用していることが，2次元NMR法 (HSQC) により明らかになった．

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Site-specific inhibitory mechanism for amyloid-β42 aggregation by catechol-type flavonoids targeting the Lys-residues (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato, M., Murakami, K., Ikubo, H., Uno, M., Nakagawa, Y., Katayama, S., Akagi, K.-i., Masuda, Y., Takegoshi, K., *Irie, K
  • 雑誌名: J.Biol.Chem 巻: 288 ページ: 23212-23224
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.464222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and structure-activity relationship of (+)-taxifolin from silymarin as an inhibitor of amyloid β aggregation (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato, M., Murakami, K., Uno, M., Ikubo, H., Nakagawa, Y., Katayama, S., Akagi, K.-i., Irie, K.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: ７７ ページ: 1100-1103
  • DOI: 10.1271/bbb.120925
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-toxic conformer of Aβ42 may suppress Aβ42-induced toxicity in rat primary neurons: implications for the novel therapeutic strategy of Alzheimer’s disease (2013)
  • 著者名/発表者名: Izuo, N., Murakami, K., Sato, M., Iwasaki, M., Izumi, Y., Kinoshita, N., Akaike, A., Irie, K., Kume, T.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 438 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.05.106
  • 査読あり
• [学会発表] SOD1 insufficiency exacerbates Alzheimer’s-like phenotypes in mice
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T. et al.
  • 学会等名: The 20th IAGG World Congress of Gerontology and Geriatrics
  • 発表場所: Coex (Seoul, Korea)
• [学会発表] Specific inhibitory mechanisms for Aβ42 aggregation by flavonoids
  • 著者名/発表者名: Sato M. et al.
  • 学会等名: Alzheimer's Association International Conference (AAIC)
  • 発表場所: Boston Convention and Exhibition Center (Boston, USA)
• [学会発表] カテコール型フラボノイド類のアミロイドβ凝集抑制機構
  • 著者名/発表者名: 佐藤瑞穂ら
  • 学会等名: 第32回日本認知症学会学術集会
  • 発表場所: キッセイ文化ホール（松本市）
• [学会発表] ポリフェノールによるアミロイドβ42の凝集抑制機構
  • 著者名/発表者名: 村上一馬ら
  • 学会等名: 第6回タンパク質の異常凝集とその防御・修復機構に関する研究会
  • 発表場所: 京都大学原子炉実験所（熊取町）
• [学会発表] Aβ42誘発神経毒性には、「毒性コンホマー」による酸化ストレス誘導が重要である
  • 著者名/発表者名: 泉尾直孝ら
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（神戸ポートアイランド）
• [学会発表] Site-specific inhibitory mechanisms for amyloid β aggregation by catechol-type flavonoids
  • 著者名/発表者名: Sato, M. et al.
  • 学会等名: Institute for Chemical Research International Symposium 2014; The Science and Technology of Smart Materials
  • 発表場所: 京都大学化学研究所（宇治市）
• [学会発表] Induction of oxidative stress by the “toxic conformer” is crucial for Aβ42 neurotoxicity
  • 著者名/発表者名: 泉尾直孝ら
  • 学会等名: 第87回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 仙台国際センター（仙台市）
• [学会発表] 非カテコール型フラボノイドによるアミロイドβ42凝集抑制機構
  • 著者名/発表者名: 佐藤瑞穂ら
  • 学会等名: 2014年度日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 明治大学生田キャンパス（川崎市）
• [備考] 京都大学農学研究科食品生物科学専攻生命有機化学分野
  • URL: http://www.orgchem.kais.kyoto-u.ac.jp/