β-アミロイドペプチドの脳内in vivo分解システムの解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12672167
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 岩田 修永 理化学研究所, 神経蛋白制御研究チーム, 研究員 (70246213)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 津吹 聡 理化学研究所, 神経蛋白制御研究チーム, テクニカルスタッフ(研究職) (20217368) ; 西道 隆臣 理化学研究所, 神経蛋白制御研究チーム, チームリーダー(研究職) (80205690)
• Keywords: アルツハイマー病 / アミロイドβペプチド / 中性エンドペプチダーゼ / ネプリライシン / ノックアウトマウス / RI標識 / 分解システム / 老化

Research Abstract

in vivoで機能するβ-アミロイドペプチド(Aβ)分解酔素を同定するために、トレーサーとして^3H,^<14>Cで多重標識したAβ1-42を化学合成し、この標識ペプチドをラット海馬内に注入し経時的な分解を観察した.この実験システムにおいて各種ペプチダーゼ阻害剤を前投与することにより、ペプチダーゼ阻害剤チオルファンに感受性の中性エンドペプチダーゼ(ネプリライシンファミリー)をAβ分解酵素として同定した.次に、チオルファン感受性ネプリライシンファミリーに属する数種のエンドペプチダーゼをクローニングし、リコンビナント標品によるAβ分解活性を調べ、ネプリライシンが最も効率良くAβ1-42を分解することを明らかにした.また、ネプリライシン欠損マウスを用いた実験から、このマウスの脳では著しいAβ分解活性の低下と変異型プレセニリン1トランスジェニックマウス脳に匹敵する内在性Aβレベルの上昇が認められた.これらの結果は、Aβ蓄積過程における分解システムの重要性を示すと共に脳内ネプリライシン活性の低下はAβ蓄積を誘発する要因になることを示している.一方、加齢に伴う脳内ネプリライシン活性の変動を明らかにする実験では、マウス海馬のネプリライシン活性が加齢に伴って低下し、2.5年齢で10週齢のレベルと比較して20%の低下が観察された.視床、線状体および小脳ではこのような低下は認められなかった.このように、アルツハイマー病(AD)で脆弱な部位である海馬でネプリラシンレベルを低下させる要因の一つは加齢であることが明らかになった.最近では、孤発性AD脳でネプリライシンの発現レベルが選択的に低下していることが認められ、ヒトの場合でも分解系の低下とAβ蓄積の因果関係が示されている.従って、脳内ネプリライシンレベルを上昇させることはAD克服の新しい標的になる.

Research Products

• [Publications] Iwata et al.: "Identification of the major Aβ1-42-degrading catabolic pathway in brain parenchyma : Suppression leads to biochemical and pathological deposition."Nature Med.. 6(2). 143-150 (2000)
• [Publications] Iwata et al.: "Clearance of amyloid β-peptide from brain : transport or metabolism?"Nature Med.. 6(7). 718-719 (2000)
• [Publications] Takaki et al.: "Biochemical identification of the neutral endopeptidase family member responsible for the catabolism of amyloid β peptide in brain."J. Biochem.. 128(6). 897-902 (2000)
• [Publications] Sekine-Aizawa et al.: "Matrix Metalloproteinase (MMP) System in Brain : Identification and Characterization of Brain-Specific MMP Highly Expressed in Cerebellum."Eur. J. Neurosci.. 13(5). 935-948 (2001)
• [Publications] Shirotani et al.: "Neprilysin degrades both amyloid beta peptides 1-40 and 1-42 most rapidly and efficiently among thiorphan-and phosphoramidon-sensitive endopeptidases."J. Biol. Chem.. 276(24). 21895-21901 (2001)
• [Publications] Iwata et al.: "Metabolic Regulation of Brain Aβ by neprilysin."Science. 292(5521). 1550-1552 (2001)
• [Publications] Fukami et al.: "Aβ-degrading endopeptidase, neprilysin, in mouse brain : Synaptic and axonal localization inversely correlating with Aβ pathology"Neurosci. Res.. (印刷中). (2001)
• [Publications] Saido TC., Iwata N.: "Neuroscientific Basis of Dementia"Birkhauser Verlag. 249-256 (2000)