Effect of Alzheimer associated presenilin dysfunction on cholesterol metabolism in human neuron

阿尔茨海默病相关早老素功能障碍对人神经元胆固醇代谢的影响

基本信息

批准号：
22K07364
负责人：
及川尚人
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K07364/
关键词：
プレセニリン NPC1 コレステロールアルツハイマー病脂質神経変性

项目摘要

本研究においては、アルツハイマー病形成と密接な関係のあるプレセニリン（PS）の機能障害が神経細胞のコレステロール代謝に及ぼす影響について、ヒトiPS細胞由来神経細胞を用いて検討する。当該年度は本研究で用いるヒトiPS細胞及びそれ由来の神経細胞の培養系、PS1をウイルス感染により欠失させるPS1ノックアウト法の導入と、PSが活性中心サブユニットとして機能する膜タンパク質分解酵素であるγセクレターゼの種々阻害剤の有効濃度の検討を行った。結果として、Feeder-freeでのiPS細胞培養と、それからの神経細胞の分化誘導が可能となった。PS1をノックアウトするためのウイルス産生系も構築され、種々γセクレターゼの阻害剤の有効濃度も確認した。また、γセクレターゼ阻害剤処理により、細胞内コレステロール輸送体であるNPC1の発現が低下することが見出された。NPC1の発現低下は神経変性疾患であるニーマンピック病C型の単一原因であることから、NPC1機能消失の薬剤モデルとして、NPC1阻害剤のヒトiPS細胞由来神経細胞への影響を検討した。その結果、濃度依存的で且つ培養日数依存的な神経細胞変性が観察された。PS並びにγセクレターゼの機能障害に伴い、神経変性並びに神経細胞死が生じることが報告されているが、その分子機序については不明な部分が多い。当該年度においてはγセクレターゼの機能障害に伴い、神経変性の原因となるNPC1の低下がヒト神経細胞で確認されたが、この事は、アルツハイマー病で指摘されているPS或いはγセクレターゼの機能障害が、NPC1の低下を介して神経変性を引き起こすという、新たな病態経路が存在する可能性を示唆している。

在本研究中，我们将利用人类 iPS 细胞来源的神经元来研究与阿尔茨海默病形成密切相关的早老素 (PS) 功能障碍对神经元中胆固醇代谢的影响。本财年，我们将介绍本研究中使用的人类iPS细胞及其来源的神经细胞的培养系统、通过病毒感染删除PS1的PS1敲除方法、以及将PS1发挥作用的膜蛋白水解酶。我们研究了各种γ-分泌酶抑制剂的有效浓度。结果，以无饲养层的方式培养 iPS 细胞并诱导神经细胞分化成为可能。还构建了敲除PS1的病毒生产系统，并确定了各种γ-分泌酶抑制剂的有效浓度。研究还发现，γ-分泌酶抑制剂治疗可降低细胞内胆固醇转运蛋白 NPC1 的表达。由于 NPC1 表达减少是 C 型尼曼-匹克病（一种神经退行性疾病）的唯一原因，因此我们研究了 NPC1 抑制剂对人类 iPS 细胞衍生神经元的影响，作为 NPC1 功能丧失的药物模型。结果，观察到浓度依赖性和培养天数依赖性神经元变性。据报道，神经变性和神经元细胞死亡是由于PS和γ-分泌酶功能障碍而发生的，但许多分子机制仍不清楚。同年，由于γ-分泌酶功能障碍，在人类神经细胞中确认了NPC1的减少，NPC1是神经变性的原因，这表明可能存在通过NPC1的减少导致神经变性的新病理途径。