アミロイド線維超分子複合体形成機構と関連生体内因子の探索

寻找淀粉样原纤维超分子复合物形成机制及相关体内因素

基本信息

批准号：
20710166
负责人：
八木寿梓
金额：
$ 1.75万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は、主に研究実施計画に記述したレーザー照射によって引き起こされるアミロイド線維形成の挙動について詳細に調べた.当研究室で組み立てた全反射蛍光顕微鏡(TIRFM)とモデルペプチドとしてアルツハイマー病原因ペプチドの一つである、Amuloidβ(1-40)(Aβ(1-40))を用いた。TIRFM観察より、アミロイド線維形成機構および線維の特性を可視化することで、また明らかされていない線維形成分子機構を直接的に証明することを目的としている。今年度の成果報告として、アミロイド線維形成における二つの重要な知見を得た。アミロイド線維は鋳型となる核が形成すると、それを起点に急激な線維伸長が開始され、線維が増殖する。その増殖メカニズムは、線維の断片化などが生じ、それを起点に新たな線維伸長が開始すつという反応が提唱されているが、直接的に証明はされていない。今回、Aβ(1-40)のアミロイド線維伸長反応をリアルタイムで観察すると、ある時間で一本の線維が複数の線維に断片化され、そのあとに爆発的に線維が増殖する様子を捉えることに成功した。この結果は、これまで議論されてきたアミロイド線維の増殖機構に関する直接的な証明を示したことになる。この線維増殖とレーザー照射との関連性についてさらに詳細に調べるため、次に形成した線維に断続的なレーザー照射を行い、その挙動を調べた。その結果、形成した線維はレーザー照射によって線維末端から分解されていくことが明らかになった。さまざまな分光学的手法を用いてこの線維の分解について解析した結果、ヒスチジン残基に顕著な損傷が見られ、これは溶液中に発生した活性酸素が原因であることがわかった。この二つの観察からレーザーによる線維の損傷は爆発的な線維の増殖を誘導するが、徹底したレーザー照射は線維を破壊するという、両方の役割を持つことが示唆された。このことより、レーザーによる線維形成の制御の可能性が期待される。

今年，我们详细研究了由激光辐射引起的淀粉样蛋白原纤维形成的行为，该激光照射主要在研究计划中描述。我们使用了在实验室中组装的总反射荧光显微镜（TIRFM）和护身符β（1-40）（Aβ（1-40）），这是阿尔茨海默氏症的致病肽之一，作为模型肽。这项研究的目的是可视化淀粉样蛋白原纤维形成机理和原纤维的特性，并直接证明不明显的原纤维形成分子机制。作为有关今年结果的报告，我们获得了有关淀粉样蛋白原纤维形成的两个重要发现。当淀粉样纤维形成模板核时，突然的纤维延伸开始于起点，导致纤维繁殖。已经提出了增殖的机制来引起纤维碎裂并从中启动新的纤维延伸，但尚未直接证明。这次，当我们实时观察Aβ（1-40）的淀粉样蛋白纤维延伸反应时，我们能够检测到一个纤维在一定时间将一种纤维碎片分成多个纤维，然后纤维爆炸性乘乘以这一事实。该结果提供了先前讨论的淀粉样纤维生长机制的直接证据。为了进一步研究这种纤维增殖与激光照射之间的关系，然后对形成的纤维进行间歇性激光照射以检查其行为。结果，揭示了形成的纤维是通过激光照射从纤维末端分解的。使用各种光谱技术对纤维降解进行分析显示，这是由于溶液中产生的活性氧对组氨酸残基的显着损害。这两个观察结果表明，激光诱导的纤维损伤会引起爆炸性增殖，但是彻底的激光照射具有两种作用，破坏了纤维。这表明可以控制激光器形成纤维的可能性。