2016 Fiscal Year Annual Research Report
プリオン伝達性・多様化をもたらすプリオンタンパク異常化分子機序の解明
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15H04269
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
新 竜一郎 宮崎大学, 医学部, 教授 (90452846)
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2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | プリオン病 / プリオンタンパク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大腸菌由来あるいはバキュロウイルス-昆虫細胞系由来リコンビナントプリオンタンパク（EcPrPあるいはBacPrP）を用いた試験管内PrP異常化反応系（EcPrP-PMCA法あるいはBacPrP-PMCA法）：以前の脳乳剤（brain homogenate）を用いたPMCA法（BH-PMCA法）では少量のPrPしか異常型PrPに変換されず、かつPrP以外の様々な因子が含まれているため、変換過程における詳細な生化学的あるいは構造学的解析が困難であった。そこで本研究ではEcPrP/BacPrP を異常化反応の基質として用いることによりそれらの弱点を克服することを試みた。EcPrP/BacPrPの大量調整法はすでに以前の研究によりその手法は確立している。BacPrPは脳由来正常型PrPと同様にGPIアンカーとN型糖鎖を持つの対して、EcPrPは両者とも欠いており、異常化反応条件が大きく異なる。BacPrPでは、変換反応溶液に促進作用のある補助因子を添加することにより、異常型PrPに変換されることを今回の研究で明らかにした。さらに孤発性クロイツフェルトヤコブ病のモデルとして自発的に異常型PrPを生じるかどうかについて様々な条件で検討したところ、一回の異常化反応で生じる条件を見出すことに成功した。一方EcPrPでは第一回目の反応では補助因子存在下で元のプリオン株の特性を維持した異常型PrPに変換されるものの、2回目以降では感染性のない非特異的なPrPフィブリルが形成され、それが優勢になっていくことがわかった。おそらくEcPrPの試験管内反応ではGPIアンカーがないことが異常型PrPとの結合あるいは変換反応に大きな影響を与え、プリオン株の特性を失う結果をもたらしていると推測される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
EcPrP/BacPrPの大量調整は問題なく順調である。プリオン感染脳組織由来の異常型PrPと共通した生化学的特徴を持つ異常型BacPrPを大量に生成する試験管内PrP異常化反応（BacPrP-PMCA法）の条件検討を詳細に行った結果、継続的に異常化反応を行うことが可能になった。またBacPrP-PMCA法において自発的に異常型PrPが生成する条件を見出した。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記試験管内異常化反応により生成したそれぞれの異常型BacPrPの生化学的（①プロテイナーゼK[PK]抵抗性、②グアニジン塩酸あるいはSDS添加後のPK抵抗性・温度抵抗性など）と構造学的（①電子顕微鏡による観察、②フーリエ変換赤外線分光装置[FTIR]など）を行う。またそれらで生じた異常型BacPrPの感染性をマウスへの接種実験を行って検証する。EcPrP-PMCA法で下の異常型PrPの特性を維持できる条件について今後も検討を重ねる予定である。
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Research Products
(8 results)
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[Journal Article] A direct assessment of human prion adhered to steel wire using real-time quaking-induced conversion.2016
Author(s)
Mori T, Atarashi R, Furukawa K, Takatsuki H, Satoh K, Sano K, Nakagaki T, Ishibashi D, Ichimiya K, Hamada M, Nakayama T, Nishida N.
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Journal Title
Sci Rep.
Volume: 6
Pages: 24993
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Cerebrospinal fluid real-time quaking-induced conversion is a robust and reliable test for sporadic creutzfeldt-jakob disease: An international study.2016
Author(s)
McGuire LI, Poleggi A, Poggiolini I, Suardi S, Grznarova K, Shi S, de Vil B, Sarros S, Satoh K, Cheng K, Cramm M, Fairfoul G, Schmitz M, Zerr I, Cras P, Equestre M, Tagliavini F, Atarashi R, Knox D, Collins S, Haik S, Parchi P, Pocchiari M, Green A.
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Journal Title
Ann Neurol.
Volume: 80
Pages: 160-165
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] The real-time quaking-induced conversion assay for detection of human prion disease and study of other protein misfolding diseases.2016
Author(s)
Schmitz M, Cramm M, Llorens F, Muller-Cramm D, Collins S, Atarashi R, Satoh K, Orru CD, Groveman BR, Zafar S, Schulz-Schaeffer WJ, Caughey B, Zerr I.
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Journal Title
Nat Protoc.
Volume: 11
Pages: 2233-2242
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Prion-Seeding Activity Is widely Distributed in Tissues of Sporadic Creutzfeldt-Jakob Disease Patients.2016
Author(s)
Takatsuki H, Fuse T, Nakagaki T, Mori T, Mihara B, Takao M, Iwasaki Y, Yoshida M, Murayama S, Atarashi R, Nishida N, Satoh K.
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Journal Title
EBioMedicine.
Volume: 12
Pages: 150-155
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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