プラズマローゲン含有口腔内細菌を駆使した認知症予防戦略

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23658066
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 東北大学 (2012); 山形大学 (2011)
• 研究代表者: 神尾 好是 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 客員研究員 (00109175)
• 研究分担者: 金子 淳 東北大学, 農学研究科, 准教授 (30221188)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: プラズマローゲン / 認知症予防 / 口腔内細菌 / γセクレターゼ / βアミロイド

研究概要

ヒト認知症防御リン脂質プラズマローゲン(Plasmalogens;以降Pls)が本研究代表者らによりヒト口腔内細菌Selenomonas sputigenaに発見された。我々は、アルツハイマー型認知症(AD)患者脳内でPlsが減少するという知見から、ADの発症に関わるアミロイドβタンパク質(Aβ)を生産する膜酵素γ-セクレターゼ(γS)の活性に、膜のリン脂質組成にPlsの存在が関与を検討した。酵母のミクロソーム膜画分を利用したγSのin vitroアッセイ系を駆使してPlsとγS活性との関係を以下のことを明らかにした。(1)フォスファチジールコリン(PC)はAβ活性を高める。(2)PCとPL型フォスファチジールエタノールアミン(EPls)の混合脂質での再構成実験から、PEの割合が高くなるとγS活性が極めて強く抑制される。以上のことから、我々は、AD患者脳内でγSが存在する膜系のEPPlsの割合が減少したことでγS活性が亢進し、Aβの産生および蓄積が促進された可能性があると結論した。以上の発見は世界で初めてである。

研究成果

• [雑誌論文] Molecular basis for the maintenance of envelope integrity in Selenomonas ruminantium: Cadaverine biosynthesis and covalent modification into the peptidoglycan play a major role (2012)
  • 著者名/発表者名: Kojima S. and Y. Kamio
  • 雑誌名: J. Nutr.Sci. Vitaminol 巻: 58 ページ: 153-160
  • 査読あり
• [雑誌論文] 偏性嫌気性細菌Selenomonas ruminantiumの表層膜安定化機構-細胞壁結合型カダベリンの分子機能並びにその合成・制御系- (2012)
  • 著者名/発表者名: 児島征司、神尾好是
  • 雑誌名: ビタミン 巻: 86 ページ: 1-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cadaverine covalently linked to the peptidoglycan serves as the correct constituent for the anchoring mechanism between the outer membrane and peptideglycan in Selenomonas ruminantium (2011)
  • 著者名/発表者名: Kojima S., J. Kaneko, N. Abe,Y. Takatsuka and Y. Kamio
  • 雑誌名: J. Bacteriol 巻: 193 ページ: 2347-2350
  • DOI: doi:10.1128/JB.00022-11
• [雑誌論文] Cluster-forming property correlated with hemolytic activity by staphylococcalγ-hemolysin transmembrane pores (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomita, N, K. Abe, Y. Kamio, and M. Ohta
  • 雑誌名: FEBSLetter 巻: 585 ページ: 2452-2456
  • DOI: doi.org/10.1016/j.febslet.2011.09.041
• [雑誌論文] Crystal structure of the octameric pore of staphylococcal γ-hemolysin reveals theβ-barrel pore formation mechanism by twocomponents (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamashita, K, Y. Kawai, Y. Tanaka, M.Hirano, J. Kaneko, N. Tomita, M. Ohta, Y. Kamio, M. Yao, and I. Tanaka
  • 雑誌名: Proc Natl. Acad. Sci. USA 巻: 108 ページ: 17314-17319
  • DOI: doi:10.1073/pnas.1110402108.
• [雑誌論文] 2-Methyl-2,4-pentanediol induces spontaneous assembly ofstaphylococcal α-hemolysin into heptameric pore structure (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Y, N. Hirano, J. Kaneko, Y. Kamio, M.Yao, and I. Tanaka
  • 雑誌名: Protein Science 巻: 20 ページ: 448-456
  • DOI: doi:10.1002/pro.579
• [雑誌論文] Probabilistic study on subunit mismatch arrangement in staphylococcalγ-hemolysin heteroheptameric trans-membrane pore (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Tomita, K. Abe, J. Kaneko, Y. Kamio, and M. Ohta
  • 雑誌名: J. Biomechanical Scienceand Engineering 巻: 6 ページ: 286-298
  • DOI: doi:10.1299/jbse.7.292
• [学会発表] 細菌細胞壁結合ポリアミンの膜安定化機構と合成制御(シンポジウム) (2013)
  • 著者名/発表者名: 神尾好是
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス、仙台(招待講演)
  • 年月日: 20130324-20130328
• [学会発表] Molecular basis for the maintenance of cell envelope integrity in Selenomonas ruminantium which possesses cadaverine as an essential constituent of the peptidoglycan andregulation of the biosynthesis of cadaverine (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Kamio
  • 学会等名: 第4回ポリアミン学会
  • 発表場所: ホテル松島大観荘、仙台(特別講演)(招待講演)
  • 年月日: 2013-01-24
• [学会発表] Degradation of a Selenomonas ruminantium lysine decarboxylase by ClpXP proteolysis system which requires bacterial antizyme (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kamio
  • 学会等名: Japan-Finland Biotechnology Symposium 2012
  • 発表場所: Tohoku Gakuinn University, Sendai, Japan (招待講演)
  • 年月日: 2012-06-04
• [学会発表] Peptidoglycan-linked cadaverine serves as the essential constituent for the anchoring mechanism between the outer membrane and peptidoglycan in Selenomonas ruminantium (2011)
  • 著者名/発表者名: Kojima S., J. Kaneko, N. Abe, Y. Takatsuka and Y. Kamio
  • 学会等名: FEMS 2011
  • 発表場所: Conference, Geneva, Switzerland
  • 年月日: 20110600
• [学会発表] Selenomonas ruminantiumにおけるペプチドグリカン(PG)結合型カダベリンを介した外膜-PG間接着機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 児島征司、高塚由美子、阿部直樹、金子淳、神尾好是
  • 学会等名: 日本農芸化学会2011年度大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] Selenomonas ruminantiumにおけるペプチドグリカン(PG)結合型カダベリンを介した外膜-PG間接着機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 児島征司、高塚由美子、阿部直樹、金子淳、神尾好是
  • 学会等名: 日本ポリアミン学会第二回年会
  • 発表場所: 宇都宮
  • 年月日: 20110100