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 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21248015
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物生産化学・生物有機化学
• 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, 大学院・理学研究科, 教授 (10206964) ; 清水 孝彦 千葉大学, 大学院・医学系研究科, 客員准教授 (40301791) ; 村上 一馬 京都大学, 大学院・農学研究科, 准教授 (80571281)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: アルツハイマー病 / アミロイドβ / 凝集 / 毒性ターン / 抗体 / フラボノイド / オリゴマー

研究概要

アルツハイマー病 (AD) の原因物質である42残基のアミロイドβペプチド (Aβ42) の毒性オリゴマー（2 ~ 4量体）に特徴的なターン構造に着目し，毒性オリゴマーを特異的に認識する抗体 (11A1) を開発した．本抗体は，老人斑のみならず従来の市販抗体では染色できなかった細胞内Aβに対しても反応するとともに，AD患者の脳抽出物中の3量体オリゴマーを選択的に検出した．従って，本抗体は診断薬としての応用が期待される．一方，Aβ42の凝集を抑制するフラボノイド類の作用機構の一つとして，カテコール構造の自動酸化によって生じた不飽和ケトンに対するAβ42のリシン残基のマイケル付加を提唱できた．

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] A drug screening platform for Alzheimer's disease with intracellular Aβ oligomers using patient-specific iPSCs (2013)
  • 著者名/発表者名: Kondo, T., (他24名), Murakami, K., Irie, K., Klein, W. L., Mori, H., Asada, T., Takahashi, R., Iwata, N., Yamanaka, S., Inoue, H
  • 雑誌名: Cell Stem Cell 巻: 12 ページ: 487-496
  • DOI: 10.1016/j.stem.2013.01.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure-activity relationship of (+)-taxifolin isolated from silymarin as an inhibitor of amyloid β aggregation (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato, M., Murakami, K., (他5名), 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., (他3名), Shimizu, T., 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
• [雑誌論文] Intracellular accumulation of toxic turn amyloid-β is associated with endoplasmic reticulum stress in Alzheimer's disease (2013)
  • 著者名/発表者名: Soejima, N., Ohyagi, Y., (他6名), Murakami, K., Irie, K., (他5名)
  • 雑誌名: Curr. Alzheimer Res 巻: 10 ページ: 11-20
  • URL: http://www.eurekaselect.com/106388/article
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toxicity in rat primary neuron through the cellular oxidative stress induced by the turn formation at positions 22 and 23 of Aβ42 (2012)
  • 著者名/発表者名: Izuo, N., Kume, T., Sato, M., Murakami, K., Irie, K., Izumi, Y., Akaike, A
  • 雑誌名: ACS Chem. Neurosci 巻: 3 ページ: 674-681
  • DOI: 10.1021/cn300033k
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stimulation of the amyloidogenic pathway by cytoplasmic superoxide radicals in an Alzheimer's disease mouse model (2012)
  • 著者名/発表者名: Murakami, K., Murata, N., Noda, Y., Irie, K., Shirasawa, T., Shimizu, T
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem 巻: 76 ページ: 1098-1103
  • DOI: 10.1271/bbb.110934
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early accumulation of intracellular fibrillar oligomers and late congophilic amyloid angiopathy in mice expressing the Osaka intra-Aβ APP mutation (2012)
  • 著者名/発表者名: Kulic, L., (他10名), Shimizu, T., Murakami, K., Irie, K., (他4名)
  • 雑誌名: Transl. Psychiatry 巻: 2 ページ: e183
  • DOI: 10.1038/tp.2012.109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of interaction sites of curcumin with the fibrils of 42-residue amyloid β-protein (Aβ42) using solid-state NMR (2011)
  • 著者名/発表者名: Masuda, Y., (他4名), Irie, K., (他4名), Takegoshi, K
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem 巻: 19 ページ: 5967-5974
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2011.08.052
  • 査読あり
• [雑誌論文] SOD1 (cupper/zinc superoxide dismutase) deficiency drives amyloid β protein oligomerization and memory loss in mouse model of Alzheimer's disease (2011)
  • 著者名/発表者名: Murakami, K., (他8名), Irie, K., Shirasawa, T., Shimizu, T
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 286 ページ: 44557-44568
  • DOI: 10.1074/jbc.M111.279208
  • 査読あり
• [雑誌論文] E22Δ mutation in amyloid β-protein promotes β-sheet transformation, radical production, and synaptotoxicity, but not neurotoxicity (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Murakami, K., (他7名), Irie, K
  • 雑誌名: Int. J. Alzheimers Dis 巻: 431320
  • DOI: 10.4061/2011/431320
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monoclonal antibody against the turn of the 42-residue amyloid β-protein at positions 22 and 23 (2010)
  • 著者名/発表者名: Murakami, K., (他8名), Shimizu, T., Irie, K
  • 雑誌名: ACS Chem. Neurosci 巻: 1 ページ: 747-756
  • DOI: 10.1021/cn100072e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silymarin attenuated the amyloid β plaque burden and improved behavioral abnormalities in an Alzheimer's disease mouse model (2010)
  • 著者名/発表者名: Murata, N., Murakami, K., Ozawa, Y., Kinoshita, N., Irie, K., Shirasawa, T., Shimizu T
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem 巻: 74 ページ: 2299-2306
  • DOI: 10.1271/bbb.100524
  • 査読あり
• [雑誌論文] The turn formation at positions 22 and 23 in the 42-mer amyloid beta peptide : the emerging role in the pathogenesis of Alzheimer's disease (2010)
  • 著者名/発表者名: Murakami, K., Masuda, Y., Shirasawa, T., Shimizu, T., Irie, K
  • 雑誌名: Geriatr. Gerontol. Int 巻: 10 ページ: S169-179
  • DOI: 10.1111/j.1447-0594.2010.00598.x
  • 査読あり
• [学会発表] Vitamin C and silymarin restores Aβ oligomerization and behavioral abnormality in Alzheimer's pathology (2013)
  • 著者名/発表者名: Murakami, K., Murata, N., Ozawa, Y., Irie, K., Shirasawa, T., Shimizu, T
  • 学会等名: Alzheimer's Association International Conference (AAIC) 2013
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2013-07-15
• [学会発表] ポリフェノールによるアミロイド β の凝集抑制機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 入江一浩
  • 学会等名: 2013年度日本農芸化学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-03-27
  • 招待講演
• [学会発表] ポリフェノールによるアミロイドβ の凝集阻害機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 入江一浩, 村上一馬, 佐藤瑞穂, 井久保遥子, 宇野真弓, 中川 優, 片山寿美枝, 赤木謙一
  • 学会等名: 第31回日本認知症学会学術集会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2012-10-28
• [学会発表] カテコール系フラボノイド類によるアミロイドβ の凝集抑制機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村上一馬, 佐藤瑞穂, 井久保遥子, 宇野真弓, 中川 優, 片山寿美枝, 赤木謙一, 増田裕一, 竹腰清乃理, 入江一浩
  • 学会等名: 第54回天然有機化合物討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] Monoclonal antibody against a toxic conformer of Aβ42 with a turn at E22-D23 (2012)
  • 著者名/発表者名: Irie, K., Murakami, K., Horikoshi-Sakuraba, Y., Kinoshikta, N., Shirasawa, T., Shimizu, T., Tokuda, T
  • 学会等名: Alzheimer's Association International Conference (AAIC) 2012
  • 発表場所: Vancouver, British Columbia, Canada
  • 年月日: 2012-07-15
• [学会発表] E22Δ mutation promotes the formation of toxic conformer in Alzheimer's peptide, Aβ42 (2011)
  • 著者名/発表者名: Murakami, K., Suzuki, T., Izuo, N., Kume, T., Akaike, A., Nagata, T., Nishizaki, T., Tomiyama, T., Takuma, H., Mori, H., Irie, K
  • 学会等名: 27th International Symposium on the Chemistry of Natural Products, 7th International Conference on Biodiversity
  • 発表場所: Brisbane, Australia
  • 年月日: 2011-07-11
• [学会発表] アミロイドβ の毒性ターン構造を認識する抗体の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 入江一浩
  • 学会等名: 第52回日本神経学会学術大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2011-05-19
  • 招待講演
• [学会発表] アミロイドβ タンパクの毒性コンホメーションの同定と薬剤開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 入江一浩
  • 学会等名: 香川大学農学部第2回公開シンポジウム 「生命を化学の視点から探究する」
  • 発表場所: 香川大学農学部
  • 年月日: 2011-03-14
  • 招待講演
• [学会発表] Structural analysis of toxic conformer of 42-mer amyloid β peptide using ESR spectrometry (2010)
  • 著者名/発表者名: Murakami, K. and Irie, K
  • 学会等名: Asia-Pacific EPR/ESR symposium
  • 発表場所: Jeju, Republic of Korea
  • 年月日: 2010-10-12
• [学会発表] アミロイドβ (Aβ42) の毒性コンホマー特異的抗体の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 村上一馬, 堀越(櫻庭)優子, 村田 央, 野田義博, 増田裕一, 木下憲明, 初田裕幸, 村山繁雄, 白澤卓二, 清水孝彦, 入江一浩
  • 学会等名: 第52回天然有機化合物討論会
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2010-09-30
• [学会発表] アミロイドβ の毒性コンホマーを標的とした立体構造特異的抗体 (2010)
  • 著者名/発表者名: 村上一馬, 堀越(櫻庭)優子, 村田 央, 野田義博, 増田裕一, 木下憲明, 初田裕幸, 村山繁雄, 白澤卓二, 清水孝彦, 入江一浩
  • 学会等名: 2010年度日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-29
• [図書] 固体NMR およびESR によるアミロイド β の立体構造解析と毒性ターン構造特異抗体の開発, 遺伝子医学MOOK21 号「最新ペプチド合成技術とその創薬研究への応用」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 村上一馬, 増田裕一, *入江一浩
  • 総ページ数: 211-216
  • 出版者: メディカルドゥ
• [備考]
  • URL: http://www.orgchem.kais.kyoto-u.ac.jp/
• [産業財産権] アミロイド β のターン構造を認識する抗体 (2011)
  • 発明者名: 入江一浩, 村上一馬, 増田裕一, 清水孝彦,白 澤卓二, 清藤 勉
  • 権利者名: 入江一浩, 村上一馬, 増田裕一, 清水孝彦,白 澤卓二, 清藤 勉
  • 産業財産権種類: 公開特許公報 (A)
  • 産業財産権番号: WO 2011/045945 A1
  • 出願年月日: 2011-04-21
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