アルツハイマー病脳における異常タウと神経細胞死の解明

阐明阿尔茨海默病大脑中异常 tau 蛋白和神经元死亡

基本信息

批准号：
14780575
负责人：
宮坂知宏
金额：
$ 2.18万
依托单位：
The University of Tokyo (2003)The Institute of Physical and Chemical Research (2002)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

はじめに、タウの線維形成過程についてin vitroの解析をおこない、凝集剤共存下においてタウ線維形成がおこることを確認した。つづいて、時系列に沿ってその構造変化について検討したところ、不定形なoligomer形成、顆粒状凝集物形成、線維形成が順に起こっていることが示された。また、分離した顆粒状構造物から直接線維形成がおこることを示した。さらに、連続的な原子間力顕微鏡観察の結果、アルツハイマー脳由来のPHF同様、顆粒状に分裂していく様子が観察された。以上より、タウの線維形成はまず不定形のoligomerが形成され、それが核となり顆粒状凝集物が形成され、その顆粒状凝集物が連結することによって線維化すると考えられた。一方、Bouin固定法を改変することにより、これまで困難であった、生理的に存在するリン酸化タウを高感度に検出する方法を構築した。これにより、タウ正常状態でのリン酸化、あるいは凝集以前の異常リン酸化を組織化学的に検出することが可能になった。この方法を用い、胎児マウス、絶食マウス、アミロイド前駆体発現マウスなどの脳における、リン酸化タウの組織学的解析おこなった。その結果、いずれのマウス脳においてもリン酸化タウは軸索成分中に強く認められ、細胞体、樹状突起には認められなかった。この結果から、1,脳神経細胞中において、リン酸化タウは主に軸索中に認められること、2,急激な異常リン酸化は軸索中におけるタウのリン酸化を亢進させるものの、細胞体への異常蓄積は起こさないことが明らかとなった。この結果は神経線維変化の形成には単純な異常リン酸化だけではなく、さらに別の因子が必要であることを意味している。

首先，我们对 tau 纤维形成过程进行了体外分析，并证实 tau 纤维形成是在絮凝剂存在的情况下发生的。接下来，我们检查了结构随时间的变化，发现无定形低聚物、粒状聚集体和原纤维的形成按此顺序发生。我们还表明，纤维的形成直接发生在分离的颗粒结构中。此外，连续原子力显微镜的结果观察到PHF被分成颗粒，类似于来自阿尔茨海默氏症大脑的PHF。由此，认为tau原纤维的形成始于形状不规则的低聚物的形成，这些低聚物作为核形成粒状聚集体，并且粒状聚集体连接形成原纤维。另一方面，通过修改Bouin固定方法，我们构建了一种高灵敏度检测生理上存在的磷酸化tau的方法，这在以前是很困难的。这使得通过组织化学方法检测正常状态下的 tau 磷酸化或聚集前的异常磷酸化成为可能。使用这种方法，我们对胎儿小鼠、禁食小鼠和表达淀粉样蛋白前体的小鼠大脑中的磷酸化 tau 蛋白进行了组织学分析。结果，在所有小鼠大脑的轴突成分中都强烈观察到磷酸化的 tau 蛋白，但在细胞体或树突中却没有观察到。从这些结果来看，1.在脑神经元中，磷酸化的tau主要存在于轴突中，并且2.虽然快速异常磷酸化增加了轴突中的tau磷酸化，但它并不影响细胞体，并且没有发生异常积累。这一结果暗示神经纤维变化的形成不仅需要简单的磷酸化异常，还需要其他因素的作用。