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分解机制

• 批准号: 13210063
• 负责人: 内木 宏延
• 金额: $ 2.69万
• 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 (C)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13210063/
• 关键词: アルツハイマー病; βアミロイド線維; アミロイド線維分解機構; 表面プラズマ共鳴法; 原子間力顕微鏡; 一次反応速度論モデル; 抗酸化剤; チオフラビンT法

今年度われわれは、アルツハイマー病βアミロイド線維(fAβ)の分解機構、及びこれらの過程を修飾する生体分子、あるいは有機化合物を明らかにすることを目的とした。1.表面プラズマ共鳴法(ビアコア)を駆使し、fAβ形成・分解をリアルタイムで解析できる開放反応系を確立した。最初にAβ_<1-40>蛋白よりpH7.5でfAβを形成させ、これを重合核としてセンサチップ上に固定化した。次いで、リン酸緩衝液(pH7.5)に溶解した各種濃度(0-30μM)のAβ_<1-40>蛋白溶液を連続的に添加し、37℃におけるfAβの伸長及び脱重合過程をリアルタイムで測定した。また、センサーチップ表面を原子間力顕微鏡で観察し、fAβの伸長を確認した。以上より、fAβが試験管内でゆっくりと脱重合を起こすこと、及び線維伸長過程と共に脱重合過程も一次反応速度論モデルで説明できることを証明した。2.種々の有機化合物のfAβ分解作用を比較解析した。抗酸化剤NDGA、リファンピシン(RIF)、テトラサイクリン(TC)等の有機化合物を添加後、pH7.5、37℃におけるfAβの分解過程をチオフラビンT法および電顕を用いて経時的に測定した。その結果、NDGA、次いでRIF、TCが強力な線維分解能を有すること明らかにした。興味深いことに、NDGA、RIF、TCはいずれも、分子構造の中にフリーラジカルスカベンジャーのモチーフを持っている。NDGAを始めとするこれら分子の線維形成抑制、あるいは分解機構の詳細は不明だが、上記モチーフを介してAβ蛋白、あるいはfAβに結合し、Aβ蛋白の立体構造や安定性に影響を与えていると考えられる。また、NDGAに代表される一群の抗酸化剤は、アルツハイマー病をはじめとする種々のヒトアミロイドーシスの治療薬開発に向け、有力な基本分子となる可能性がある。

今年，我们的目标是阐明阿尔茨海默病 β-淀粉样原纤维 (fAβ) 的分解机制以及改变这些过程的生物分子或有机化合物。 1.充分利用表面等离子体共振方法（Biacore），建立了一个开放的反应系统，可以实时分析fAβ的形成和分解。首先，在pH 7.5下由Aβ_<1-40>蛋白形成fAβ，并将其作为聚合核固定在传感器芯片上。接下来，连续加入溶解在磷酸盐缓冲液（pH 7.5）中的不同浓度（0-30 μM）的Aβ_<1-40>蛋白溶液，并实时观察37℃下fAβ的延伸和解聚过程。 。另外，使用原子力显微镜观察传感器芯片表面，确认fAβ的伸长。综上所述，我们证明fAβ在体外缓慢解聚，并且纤维伸长过程和解聚过程都可以用一级动力学模型来解释。 2.比较分析了多种有机化合物的fAβ分解效果。添加抗氧化剂 NDGA、利福平 (RIF) 和四环素 (TC) 等有机化合物后，使用硫代黄素 T 法和电子显微镜测量 fAβ 在 pH 7.5 和 37°C 下随时间的分解过程。结果表明，NDGA、RIF、TC 具有较强的原纤维分辨率。有趣的是，NDGA、RIF 和 TC 的分子结构中都含有自由基清除剂基序。包括NDGA在内的这些分子抑制原纤维形成或降解的机制细节尚不清楚，但据信它们通过上述基序与Aβ蛋白或fAβ结合，并影响Aβ蛋白的三维结构和稳定性。可能的。此外，以NDGA为代表的一组抗氧化剂有潜力成为开发包括阿尔茨海默病在内的多种人类淀粉样变性治疗药物的强大基础分子。

项目成果

Yamaguchi I: "Extension of Aβ2M amyloid fibrils with recombinant human β-microglobulin"Amyloid. 8・1. 30-40 (2001)

Yamaguchi I：“用重组人β-微球蛋白延伸Aβ2M淀粉样原纤维”淀粉样蛋白8·1（2001）。

Kozhukh GV: "Investigation of a peptide responsible for amyloid fibril formation of β_2-microglobulin by Achromobacter protease I"J Biol Chem. 277・2. 1310-1315 (2002)

Kozhukh GV：“通过无色杆菌蛋白酶 I 负责β_2-微球蛋白淀粉样原纤维形成的肽的研究”J Biol Chem. 277・2 (2002)。

Ono K: "Nordihydroguaiaretic acid potently breaks down preformed Alzheimer's β-amyloid fibrils in vitro"J Neurochem. (in press). (2002)

Ono K：“去甲二氢愈创木酸在体外有效分解预先形成的阿尔茨海默病 β-淀粉样原纤维”J Neurochem（2002 年出版）。

Mori M: "Spontanepus loss-of-function of the 8-cxcguanine DNA glycosylose gene in mice and exploration of the possible implication of the gene in senescence"Free Radic Biol Med. 30・10. 1130-1136 (2001)

Mori M：“小鼠 8-cxc鸟嘌呤 DNA 糖基糖基因的自发功能丧失以及该基因在衰老中的可能含义的探索”Free Radic Biol Med 30・10（2001）。

Ohhashi Y: "The intrachain disulfide bond of β_2-microglobulin is not essential for the immunoglobulin fold at neutral pH, but is essential for amyloid fibril formation at acidic pH"J Biochem. 131・1. 45-52 (2002)

Ohhashi Y：“β_2-微球蛋白的链内二硫键对于中性pH下的免疫球蛋白折叠不是必需的，但对于酸性pH下淀粉样原纤维的形成是必需的”J Biochem 131・1（2002）。