2008 Fiscal Year Annual Research Report
ポリグルタミン凝集のダイナミクスと分子シャペロンによる毒性阻止
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20023016
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
久保田 広志 Akita University, 工学資源学部, 准教授 (80332724)
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| Keywords | 神経変成疾患 / ポリグルタミン病 / タンパク凝集 / 分子シャペロン / 蛍光イメージング / オリゴマー / 神経細胞死 / 細胞毒性 |
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| Research Abstract |
タンパク質中のポリグルタミシ鎖の伸長は、ハンチントン病、脊髄小脳失調症のような神経細胞死を伴う神経変成疾患を発症させる。これらの疾患の根本原因はポリグルタミン鎖をもつタンパク質が構造異常を起こし凝集して行く過程にあると考えてられているが、その本質は今もなお不明なままである。本研究では、ポリグルタミンのコンフォメーション異常と神経細胞毒性との関係を明らかにすることにより、「ポリグルタミン病」の発症メカニズムの本質解明をめざす。このため、培養神経細胞におけるポリグルタミンタンパク質の凝集過程を、特に最初のタンパク質構造変化およびオリゴマー形成といった初期過程に注目して、蛍光ライブイメージング技術を中心とした解析し、その詳細を解明する。また、タンパク質凝集を伴う別の神経変成疾患として、筋萎縮性側索硬化症(ALS)の原因タンパク質SOD1変異体についても、ポリグルタミンと比較しながら、凝集と細胞毒性の関連について解析を進める。培養細胞内に形成されたポリグルタミン凝集体を蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)および蛍光寿命イメージング(FLIM)により定量的に解析したところ、ポリグルタミンリーピートをもったハンチントン病原因蛋白質ハンチンチンの凝集状態は、ポリグルタミンのみの凝集状態と異なることが示唆された。さらに、培養細胞内に形成されたポリグルタミンおよび筋萎縮性側索硬化症原因タンパク質SOD1変異体について、その凝集状態をTime-lapse法、FCS法、FRET-FLIM法などを用いて時空間的に解析した。その結果、ポリグルタミンと変異SOD1の凝集状態はかなり異なっており、変異SOD1の場合は一旦形成された凝集体がオリゴマーを介して脱凝集しうることがわかった。
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