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，我们主要详细研究了研究实施计划中描述的激光照射引起的淀粉样蛋白原纤维形成的行为，其中之一是Amuloidβ(1-40) (Aβ(1-40))。目的是通过TIRFM观察可视化淀粉样蛋白原纤维形成机制和原纤维特性，并直接证明原纤维形成的未知分子机制。作为今年结果报告的一部分，我们获得了关于淀粉样原纤维形成的两项重要发现。当作为淀粉样原纤维模板的细胞核形成时，原纤维从该细胞核开始快速伸长，原纤维增殖。这种增殖的机制被认为是发生纤维断裂并由此开始新的纤维伸长的反应，但这尚未得到直接证明。这次，通过实时观察Aβ（1-40）的淀粉样蛋白原纤维延伸反应，我们能够检测到单个原纤维在一定时间内断裂成多个原纤维，随后原纤维发生爆炸性增殖。成功了。这一结果为迄今为止讨论的淀粉样原纤维生长机制提供了直接证据。为了更详细地研究这种纤维增殖和激光照射之间的关系，我们接下来对形成的纤维应用间歇激光照射并检查它们的行为。结果表明，通过激光照射，所形成的纤维从纤维端部被破坏。他们使用各种光谱技术分析这些纤维的降解，发现组氨酸残基受到显着损害，这是由溶液中产生的活性氧引起的。这两个观察结果表明，激光对纤维的损伤会引起纤维的爆炸性增殖，而彻底的激光照射会破坏纤维。这表明基于激光控制纤维形成的可能性。