Very early diagnosis of Alzheimer's disease by the toxic oligomer specific antibody of amyloid beta

通过β淀粉样蛋白有毒低聚物特异性抗体对阿尔茨海默病进行早期诊断

基本信息

批准号：
19H00921
负责人：
入江一浩
金额：
$ 28.62万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

アルツハイマー病（AD）の発症において重要な役割を果たしているアミロイドβタンパク質（Aβ）は、凝集（オリゴマー化）により神経細胞毒性を示す。本研究代表者らは、Aβ42が中央部分（22、23位）で折れ曲がることにより、C末端領域を疎水性コアとして毒性オリゴマーを形成するという「毒性配座理論」を提唱した。本年度はこの理論に基づき、C末端領域（38位）で架橋した2量体モデルを系統的に合成し、それらの構造機能解析を行った。これまで、毒性配座を取りやすいE22P-Aβ40の38位をL,L-diaminopimelic acid（DAP）によって架橋した2量体モデルが、安定なオリゴマーとして存在するとともにSH-SY5Y細胞に対して細胞毒性を示すこと明らかにしている。そこでDAPリンカーの炭素鎖（3個）を系統的に増減することにより、本2量体モデルの構造最適化を試みた。具体的には、炭素数1から7までのリンカーでE22P-Aβ40を38位で架橋し、凝集能ならびに細胞毒性を調べたところ、炭素数2個のリンカー（L,L-diaminoadipic acid）で結合した2量体モデルが、最も毒性の高いAβ誘導体であるE22P-Aβ42に匹敵する細胞毒性を示すことが明らかになった。本モデルは、毒性オリゴマー特異抗体を作製するためのきわめて有望な抗原になりうるものである。ごく最近、クライオ電子顕微鏡によりAD患者脳内のAβ凝集体の立体構造が明らかにされた。そこでこの立体構造を模倣するため、近接するアミノ酸残基（20-24位あるいは24-31位）どうしを分子内ジスルフィド結合により架橋したAβ42誘導体2種を合成した。これらのうち、20-24位を架橋した誘導体が野生型Aβ42と同程度の細胞毒性を示したことから、22および23位でのターン構造の毒性への寄与を確認した。

淀粉样β蛋白（Aβ）在阿尔茨海默氏病（AD）中起重要作用，通过聚集（寡聚化）表现出神经细胞毒性。研究人员的原理提出了一种“有毒构象理论”，其中Aβ42在中央部分弯曲（位置22和23），从而在C末端区域形成有毒的低聚物作为疏水性核心。基于这一理论，我们系统地合成了在C末端区域（位置38）交联的二聚体模型，并分析了它们的结构功能。到目前为止，一个二聚体模型，在该模型中，E22P-Aβ40的38位置很可能采用有毒构象，该毒性构象由L，L，L-二氨基二二酰亚胺酸（DAP）交联作为稳定的低聚物，并以稳定的低聚物存在，并表现出细胞毒性对SH-SY5Y细胞的细胞毒性。因此，我们试图通过系统地增加或减少DAP接头的碳链（3）来优化该二聚体模型的结构。 Specifically, when E22P-Aβ40 was crosslinked at position 38 with a linker with carbon numbers 1 to 7, and its aggregation ability and cytotoxicity were examined, it was revealed that a dimer model bound by a linker with two carbon numbers (L,L-diaminoadipic acid) exhibited cytotoxicity comparable to E22P-Aβ42, the most toxic Aβ derivative.该模型可能是产生有毒寡聚特异性抗体的非常有前途的抗原。最近，冷冻电子显微镜揭示了AD患者大脑中Aβ聚集体的三维结构。因此，为了模仿该3D结构，合成了两个Aβ42衍生物，其中相邻的氨基酸残基（位置20-24或24-31）通过分子内二硫键交联。其中，在20-24位的位置上的交联的衍生物与野生型Aβ42显示出相似的细胞毒性，因此确认了转弯结构对22和23位置毒性的贡献。

项目成果

期刊论文数量（34）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

アミロイドβの毒性配座を基盤としたアルツハイマー病の早期診断法の開発

基于β淀粉样蛋白毒性构象开发阿尔茨海默病早期诊断方法

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shiratori Kouta;Yokoi Yasuhiro;Wakui Hajime;Hirane Nozomi;Otaki Michiru;Hinou Hiroshi;Yoneyama Tohru;Hatakeyama Shingo;Kimura Satoshi;Ohyama Chikara;Nishimura Shin-Ichiro;入江一浩
通讯作者：
入江一浩

アミロイドβ40の3量体モデルの合成と神経細胞毒性

β40淀粉样蛋白三聚体模型的合成及神经元细胞毒性

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
入江由美;花木瑞穂;村上一馬;今本恒雄;古田　巧;川端猛夫;川瀬泰司;廣瀬賢治;柳田　亮;入江一浩
通讯作者：
入江一浩

Development of a conformation specific antibody identifying toxic conformation of amyloid β peptide

开发识别淀粉样β肽毒性构象的构象特异性抗体

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kageyama Yusuke;Irie Yumi;Matsushima Yuka;Segawa Tatsuya;Kaneda Daita;Hashizume Yoshio;Akatsu Hiroyasu;Miki Kunio;Kita Akiko;Irie Kazuhiro;Tooyama Ikuo
通讯作者：
Tooyama Ikuo

Crystal structure analysis of the antibody that is specific to the toxic conformer of amyloid beta

β淀粉样蛋白毒性构象异构体特异性抗体的晶体结构分析