タンパク質のアミロイド線維形成を阻害する人工RNAの進化分子工学法による獲得

利用进化分子工程方法获得抑制蛋白质淀粉样原纤维形成的人工RNA

基本信息

批准号：
15750138
负责人：
高橋剛
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、タンパク質の天然構造が壊れたり、間違った状態へとミスフォールディングすることが原因で病気となる例がいくつか報告されている。特に、アミロイド病と呼ばれるアミロイド線維の形成が病気の原因となっているものとして、アルツハイマー病や狂牛病(プリオン病)などがある。アミロイド線維は、天然構造のタンパク質が凝集し、βシート構造に富んだ状態へと構造転移した結果、そのβシートが繊維状に組織化してできたものである。本研究では、RNAのin vitro selection法を活用し、アルツハイマー病の原因であるアミロイドβタンパク質(Aβ)に結合することで、その構造転移および線維形成を阻害する人工RNApの獲得を行った。オリゴマー状態のAβに特異的に結合する人工RNAを獲得するために、最初にAβのオリゴマーモデルを構築した。10nmサイズの金コロイドにC-末端にCysを配置したAβを共有結合させた。このオリゴマーモデルに結合するRNAのin vitro selectionを行った。サイクルは、計9サイクル行い、7-9サイクルにおいて、3種類のセレクションを行った。得られたRNAのいくつかは、Aβに結合する能力を有していることが明らかとなった。さらに、Aβの構造転移およびアミロイド線維形成能へのRNAの影響を評価したところ、RNA非存在下と比較して、獲得したRNAを添加することにより、Aβのアミロイド線維形成は顕著に抑制されることが明らかとなった。以上、本研究により獲得した人工RNAがAβのアミロイド線維形成を効果的に抑制することが明らかとなった。昨年度の成果を踏まえ、さらに、より阻害能の高いRNAを獲得することにより、将来的なアルツハイマー病の治療等への応用が期待される。

近年来，已报道了几起因蛋白质天然结构破坏或错误折叠成错误状态而引起疾病的病例。特别地，被称为淀粉样蛋白疾病的由淀粉样原纤维的形成引起的疾病包括阿尔茨海默氏病和疯牛病(朊病毒病)。淀粉样原纤维是通过蛋白质在其天然结构中聚集并结构转变为富含β-折叠结构的状态而形成的，导致β-折叠组织成原纤维。在本研究中，我们利用RNA体外选择方法获得了一种人工RNAp，该RNAp可以与导致阿尔茨海默病的β淀粉样蛋白（Aβ）结合，并抑制其结构转变和原纤维形成。为了获得特异性结合寡聚Aβ的人工RNA，我们首先构建了Aβ寡聚模型。 C 末端带有 Cys 的 Aβ 与 10 nm 金胶体共价键合。我们对与该寡聚物模型结合的 RNA 进行了体外选择。总共进行9个循环，第7-9个循环进行3种类型的选择。结果表明，一些获得的RNA具有与Aβ结合的能力。此外，当我们评估RNA对Aβ的结构转变和淀粉样蛋白原纤维形成能力的影响时，我们发现与不存在RNA相比，添加获得的RNA显着抑制Aβ中淀粉样蛋白原纤维的形成。如上所述，表明本研究中获得的人工RNA有效抑制Aβ淀粉样原纤维的形成。基于去年的结果，希望通过获得具有更高抑制能力的RNA，未来将其应用于阿尔茨海默病等治疗。