アルツハイマー病βアミロイド線維の試験管内形成及び分解機構の解明

阐明阿尔茨海默病β-淀粉样原纤维的体外形成和降解机制

• 批准号: 15016050
• 负责人: 内木 宏延
• 金额: $ 4.42万
• 依托单位: 福井医科大学
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15016050/
• 关键词: アルツハイマー病; βアミロイド線維; 分子間相互作用; 表面プラズマ共鳴法; 親和性測定; 体内動態シミュレーション; アミロイド線維分解; ポリフェノール化合物

脳内におけるアルツハイマー病βアミロイド線維(fAβ)形成・沈着の過程には、fAβおよびAβ蛋白質(モノマー)間の線維形成反応以外にも、様々な生体分子が複雑な分子間相互作用を行い影響を及ぼしていると考えられる。われわれはこれまでに、Aβ蛋白質からのβアミロイド線維形成過程を説明する重合核依存性重合モデル、及び線維伸長過程を説明する一次反応速度論モデルを構築し、アポEなどの生体分子及び種々の抗酸化剤が線維形成に及ぼす影響の詳細な解析を続けている。本年度の実績;1.線維形成に影響を及ぼす分子間相互作用を解明するため、表面プラズマ共鳴法(ビアコア)を用いた網羅的解析を試みた。fAβ、及びAβ蛋白質単量体を各々ビアコアのセンサー上に固定し、各種生体分子(アポE、血清アルブミン等の血清蛋白質、IV型コラーゲン等の細胞外マトリックス成分)を添加し、親和性を測定した。その結果、親和性を示す解離平衡定数は1mM以下の親和性の弱い成分から1nMの親和性の強い成分まで広い範囲に分布した。脳内でのAβ蛋白質濃度が低いため生体分子との相互作用を実験で直接求めることは困難であるが、実験的により求めた親和性定数を用いて数値シミュレーションを行うことで各成分の効果を比較解析可能であることを示した。2.試験管内でAβ蛋白質からのfAβ形成を阻害し、かつ形成されたfAβを不安定化する有機化合物を引き続き探索した結果、一群のポリフェノール化合物、ビタミンA誘導体、及びクルクミンが強力な線維形成阻害・不安定化作用(有効濃度(EC50)は、いずれも0.1〜1μM)を示すことを見出した(Ono, K. et al., J.Neurochem. 87(1) : 172-181, 2003)。

除了fAβ和Aβ蛋白（单体）之间的原纤维形成反应之外，阿尔茨海默病β-淀粉样原纤维（fAβ）在大脑中形成和沉积的过程还受到各种生物分子之间复杂的分子间相互作用的影响。正在发挥作用。到目前为止，我们已经构建了一个解释 Aβ 蛋白形成 β-淀粉样原纤维的过程的聚合核依赖性聚合模型，以及解释原纤维伸长过程的一级动力学模型，我们正在继续对其影响进行详细分析。抗氧化剂对纤维发生的影响。今年的成果： 1.为了阐明影响纤维形成的分子间相互作用，我们尝试使用表面等离子体共振方法（Biacore）进行综合分析。将fAβ和Aβ蛋白单体分别固定在Biacore传感器上，添加各种生物分子（apoE等血清蛋白、血清白蛋白、IV型胶原等细胞外基质成分），并测量亲和力。其结果，表示亲和力的解离平衡常数分布在从1mM以下的弱亲和力成分到1nM的强亲和力成分的宽范围内。由于大脑中Aβ蛋白浓度较低，很难通过实验直接确定其与生物分子的相互作用，但利用实验确定的亲和常数进行数值模拟可以评估各成分的效果。是可能的。 2. 继续寻找能够在体外抑制Aβ蛋白形成fAβ并破坏所形成的fAβ稳定性的有机化合物，我们发现一组多酚化合物、维生素A衍生物和姜黄素具有很强的纤维化抑制作用。・我们发现它们表现出不稳定效应（有效浓度 (EC50) 为 0.1 至 1 μM）（Ono, K. 等人，J.Neurochem. 87(1)： 172-181，2003）。

项目成果

Mori, I. et al.: "PCR search for the herpes simplex virus type 1 genome in brain sections of patients with familial Alzheimer's disease."J.Clin.Microbiol.. 42(2). 936-937 (2004)

Mori, I. 等人：“在家族性阿尔茨海默病患者的脑切片中对 1 型单纯疱疹病毒基因组进行 PCR 搜索。”J.Clin.Microbiol.. 42(2)。

Hiramatsu, H. et al.: "Core Structure of Amyloid Fibril Proposed from IR-Microscope Linear Dichroism."J.Am.Chem.Soc.. 126(10). 3008-3009 (2004)

Hiramatsu, H. 等人：“根据红外显微镜线性二色性提出的淀粉样原纤维的核心结构。”J.Am.Chem.Soc.. 126(10)。

Ono, K.et al.: "Potent anti-amyloidogenic and fibril-destabilizing effects of polyphenols in vitro."J.Neurochem.. 87(1). 172-181 (2003)

Ono, K. 等人：“多酚在体外具有有效的抗淀粉样蛋白生成和原纤维不稳定作用。”J.Neurochem.. 87(1)。

Yamamoto, N. et al.: "Environment- and mutation-dependent aggregation behavior of Alzheimer amyloid β-protein."J.Neurochem.. (in press). (2004)

Yamamoto, N. 等人：“阿尔茨海默病淀粉样蛋白 β 蛋白的环境和突变依赖性聚集行为。”J.Neurochem..（出版中）。

Hirota-Nakaoka, N.: "Dissolution of β2-microglobulin amyloid fibrils by dimethylsulfoxide."J.Biochem.(Tokyo). 134(1). 159-164 (2003)

Hirota-Nakaoka，N.：“二甲基亚砜溶解β2-微球蛋白淀粉样原纤维。”J.Biochem.（东京）134（1）（2003）。