神経変性モデルマウスに蓄積した変性タンパク質の同定

神经变性模型小鼠中积累的变性蛋白的鉴定

基本信息

批准号：
13770336
负责人：
清水孝彦
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo Metropolitan Institute of Gerontology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

PIMTは全組織に分布しているにも関わらず、PIMT欠損マウスは神経系に限局した神経細胞変性や致死性痙攣発作を呈する。PIMT欠損マウス脳内に蓄積したIsoAspが一次原因と予想された。トランスジェニックマウスと交配することで神経系にPIMT遺伝子を発現したPIMT欠損マウスは生育の遅延、痙攣発作を認めず生存することが確認された。IsoAspの蓄積はトランスジーンが高発現のマウスでは完全に修復していたが、トランスジ-ンが低発現のマウスではIsoAspの修復は部分的であった。さらにPIMT欠損マウスで認められる海馬でのグリオーシスも高発現マウスでは完全に抑制していたが、低発現マウスの海馬ではグリオーシスが認められた。シナプシン1はin vitroの解析からIsoAsp修飾が高頻度で形成されることが報告されている。PIMT欠損マウスのシナプシン1を調べたところ、量的変化を伴わず、モノクローナル抗体に対する反応性が低下していた。このシナプシン1に対する抗体の反応性低下を調べたところ、いずれのトランスジェニックマウスにおいてもシナプシン1に対する反応性が回復していた。IsoAsp蓄積によるシナプシン1の構造変化が消失したことを示唆した。次に、精製したシナプシン1のIsoAsp含有量を調べたところ、PIMT欠損マウスではシナプシン1に脳全体のIsoAspの3倍以上集中して蓄積していることが明らかとなった(1モルのシナプシン1当たり約0.5モルのIsoAsp量)。この蓄積は高発現マウスにおいては完全に修復されていたが、低発現マウスでは64%の修復であった。以上の結果から、シナプシン1のような特定のタンパク質のIsoAsp修飾の蓄積が病態の発症に強く関与することを示唆した。

尽管 PIMT 分布在所有组织中，但 PIMT 缺陷的小鼠表现出局限于神经系统的神经元变性和致命的癫痫发作。 PIMT 缺陷小鼠大脑中 IsoAsp 的积累预计是主要原因。经证实，通过与转基因小鼠交配，在神经系统中表达 PIMT 基因的 PIMT 缺陷小鼠能够存活，且没有生长延迟或癫痫发作。在高转基因表达的小鼠中，IsoAsp 积累完全恢复，但在低转基因表达的小鼠中，IsoAsp 仅部分恢复。此外，在PIMT缺陷小鼠中观察到的海马神经胶质增生在高表达小鼠中被完全抑制，但在低表达小鼠的海马中观察到神经胶质增生。体外分析表明突触蛋白 1 经常被 IsoAsp 修饰。当我们检查 PIMT 缺陷小鼠的突触蛋白 1 时，我们发现对单克隆抗体的反应性降低，但没有任何量的变化。当我们研究抗体对突触蛋白 1 的反应性降低时，我们发现所有转基因小鼠对突触蛋白 1 的反应性均已恢复。这些结果表明，由于 IsoAsp 积累而引起的突触蛋白 1 的结构变化消失了。接下来，我们检查了纯化的突触蛋白1的IsoAsp含量，发现在PIMT缺陷的小鼠中，突触蛋白1在全脑中积累的量是IsoAsp的三倍多（1摩尔突触蛋白1（约0.5摩尔IsoAsp）。这种积累在高表达小鼠中完全恢复，但在低表达小鼠中仅恢复了 64%。这些结果表明，突触蛋白 1 等特定蛋白质上 IsoAsp 修饰的积累与病理状况的发生密切相关。