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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14780575/
• 关键词: アルツハイマー病; 神経原線維変化; タウ; 凝集; リン酸化; Bouin; 原子間力顕微鏡; 神経細胞死; PHF; アルツハイマー病; 神経原線維変化; タウ; 凝集; リン酸化; Bouin; 原子間力顕微鏡; 神経細胞死; PHF

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，在tau原纤维形成过程中进行了体外分析，并证实在存在絮凝剂的情况下会发生tau纤维形成。接下来，沿时间顺序检查结构变化，并显示出无形的低聚物形成，颗粒状聚集形成和原纤维形成。还表明，原纤维形成直接来自分离的颗粒结构。此外，由于连续的原子力显微镜，观察到起源于阿尔茨海默氏症大脑的PHF被分为颗粒状形状。从上面可以看出，tau纤维化首先是通过形成无定形的低聚物形成的，该寡聚成为核并形成颗粒状的颗粒状，并通过连接颗粒状聚集体来实现纤维化。另一方面，通过修改Bouin固定方法，这是一种以高灵敏度检测生理上呈现磷酸化的Tau的方法，已经构建了很难到现在。这使得在组织化学上聚集之前，可以在tau的正常状态或异常磷酸化状态下检测磷酸化。使用这种方法，在胎儿小鼠，禁食小鼠和淀粉样蛋白前体表达小鼠的大脑中对磷酸化的TAU进行了组织学分析。结果，在任何小鼠脑的轴突成分中，在细胞体或树突中都不明显地观察到磷酸化的tau。这些结果表明，1。磷酸化的tau主要在脑神经元中的轴突和2中观察到。该结果意味着神经纤维缠结的形成不仅需要简单的异常磷酸化，还需要其他因素。