アルツハイマー病は脳の神経に”アミロイドβペプチド(Aβ)”と呼ぶたんぱく質の蓄積が一因で発症するとされ、タウタンパク質が凝集する神経原線維変化(タウ病理)の形成、神経細胞死に至るという”アミロイドカスケード仮説”が支持されている。しかし、アミロイド病理からタウ病理、神経細胞死への遷移機構は不明であった。
理化学研究所脳神経科学研究センター神経老化制御研究チームの橋本翔子基礎科学特別研究員、斉藤貴志副チームリーダー、西道隆臣チームリーダーらの研究チームは、「CAPON」というタンパク質がアルツハイマー病の悪性化に関わることを発見した。
本研究成果により、今後、新たな「CAPON」の機能を阻害するような薬剤(手法)が開発されれば、アルツハイマー病の進行を抑制できると期待できる。
研究チームはインタラクト―ム解析により、「CAPON」がタウタンパク質と結合することを見いだした。そして、ヒトのアミロイド病理を再現するモデルマウスの脳で「CAPON」を強制発現させると、タウ病理と神経細胞死に伴う脳の萎縮が促進されること、逆に、タウ病理と神経細胞死を再現するモデルマウスでCAPON遺伝子を欠損させると、脳の萎縮が抑制されることが明らかになった。このことから、「CAPON」はアミロイド病理下において、タウ病理、神経細胞死を誘導する重要な因子であると考えらる。
◆補足説明
〇CAPONの機能を阻害するような薬剤(手法)
これまでに、shRNAやアンチセンスオリゴヌクレオチドにより遺伝子発現を抑制する治療、遺伝子を破壊する遺伝子治療、CAPONとnNOSなどのタンパク質との相互作用(protein-protein interaction: PPI)を阻害する治療などが開発されている。
〇アミロイドβペプチド(Aβ)
アミロイドβ前駆体タンパク質からプロテアーゼにより切断されて産生される生理的ペプチド。アルツハイマー病で見られるアミロイド斑(老人斑)の構成成分として発見されたことから、Aβの過剰な蓄積がアルツハイマー病発症の引き金と考えられている。
〇タウタンパク質、神経原線維変化
タウタンパク質は、MAPT遺伝子から発現する微小管結合タンパク質。アルツハイマー病においては、リン酸化されたタウタンパク質が、神経細胞内に蓄積して神経原線維変化を形成する。タウタンパク質の蓄積は、神経細胞死と深く関係していると考えられている。
〇インタラクト―ム解析
特定のタンパク質と相互作用するタンパク質を、免疫沈降法などにより抽出し、質量分析によって網羅的に同定する解析方法。
〇ノックイン技法
遺伝子組換え法の一つで、標的遺伝子の目的とする塩基のみを置換する方法。トランスジェニックのように過剰発現を行わず、また、ノックアウトのように遺伝子を欠損させることもない。
〇AppNL-G-Fノックインマウス
家族性アルツハイマー病変異を含むアミロイド前駆体タンパク質(App)遺伝子のノックインマウス。アミロイド病理を再現する。
〇nNOS
神経型一酸化窒素合成酵素。神経細胞において一酸化窒素(NO)を合成する酵素。NOの合成を介して、神経細胞の機能維持や神経細胞死を制御する。
〇NMDA受容体
神経伝達物質グルタミン酸の受容体の一種。グルタミン酸が結合すると、ナトリウムイオン(Na+)やカルシウムイオン(Ca2+)を細胞外から取り込み、神経細胞を興奮させる。カルシウムイオン透過性の特徴により、神経細胞間の情報伝達の効率が変化するシナプス可塑性に関わるとされる。
〇海馬
脳の中で、記憶をつかさどる領域。解剖学的には大脳新皮質の内側に位置し、タツノオトシゴに似た形をしていることから「海馬」(タツノオトシゴの別名)と呼ばれる。
〇アデノ随伴ウイルスベクター
動物個体への遺伝子導入に適したウイルスベクター。とくに神経細胞などの非分裂細胞において長期間安定な目的遺伝子発現を可能にする。
〇アポトーシス
プログラムされた細胞死を指し、生理的には個体の正常な発生に必要であり、またがん化した細胞などの除去の目的でも積極的に引き起こされる。
〇パイロトーシス
炎症誘導性のプログラム細胞死。カスパーゼ1を介した炎症性サイトカインの分泌によって細胞死を引き起こす。
〇トランスジェニックマウス
特定の遺伝子の機能や発現パターンを解析することを目的として、種々の遺伝子操作を行い、外来性遺伝子を導入したマウス。DNA断片を受精卵にマイクロインジェクションで導入して作製する。
朝は小雨、昼頃から雲多いが晴れてきた。早朝の畑作業は、小雨の中のズッキーニの受粉作業、レタスの収穫。
道路の街路樹として、”ハクチョウゲ”が良く植えられている。散歩で見つけたのは、お庭に植えられていた”ハクチョウゲ”。1週間前ころより、花が咲きだした。
咲いている花は白く小さく(径1cm位)、沢山付いている。満開の時期に見逃すことが多く、咲いている期間が短い様な気がする。名(白丁花:ハクチョウゲ)の由来は、花が丁字型の白い花を付けるからとの事。
ハクチョウゲ(白丁花)
アカネ科ハクチョウゲ属
常緑広葉低木
丈は0.5m~1.5m
原産地は中国、台湾
開花時期は5月~6月
花は径1cm位、小さい5弁花
花色は白、薄紫、淡紅
園芸品種には八重咲きや二重咲きがあり、葉に白い縁取りの入る斑入りなどもある
理化学研究所脳神経科学研究センター神経老化制御研究チームの橋本翔子基礎科学特別研究員、斉藤貴志副チームリーダー、西道隆臣チームリーダーらの研究チームは、「CAPON」というタンパク質がアルツハイマー病の悪性化に関わることを発見した。
本研究成果により、今後、新たな「CAPON」の機能を阻害するような薬剤(手法)が開発されれば、アルツハイマー病の進行を抑制できると期待できる。
研究チームはインタラクト―ム解析により、「CAPON」がタウタンパク質と結合することを見いだした。そして、ヒトのアミロイド病理を再現するモデルマウスの脳で「CAPON」を強制発現させると、タウ病理と神経細胞死に伴う脳の萎縮が促進されること、逆に、タウ病理と神経細胞死を再現するモデルマウスでCAPON遺伝子を欠損させると、脳の萎縮が抑制されることが明らかになった。このことから、「CAPON」はアミロイド病理下において、タウ病理、神経細胞死を誘導する重要な因子であると考えらる。
◆補足説明
〇CAPONの機能を阻害するような薬剤(手法)
これまでに、shRNAやアンチセンスオリゴヌクレオチドにより遺伝子発現を抑制する治療、遺伝子を破壊する遺伝子治療、CAPONとnNOSなどのタンパク質との相互作用(protein-protein interaction: PPI)を阻害する治療などが開発されている。
〇アミロイドβペプチド(Aβ)
アミロイドβ前駆体タンパク質からプロテアーゼにより切断されて産生される生理的ペプチド。アルツハイマー病で見られるアミロイド斑(老人斑)の構成成分として発見されたことから、Aβの過剰な蓄積がアルツハイマー病発症の引き金と考えられている。
〇タウタンパク質、神経原線維変化
タウタンパク質は、MAPT遺伝子から発現する微小管結合タンパク質。アルツハイマー病においては、リン酸化されたタウタンパク質が、神経細胞内に蓄積して神経原線維変化を形成する。タウタンパク質の蓄積は、神経細胞死と深く関係していると考えられている。
〇インタラクト―ム解析
特定のタンパク質と相互作用するタンパク質を、免疫沈降法などにより抽出し、質量分析によって網羅的に同定する解析方法。
〇ノックイン技法
遺伝子組換え法の一つで、標的遺伝子の目的とする塩基のみを置換する方法。トランスジェニックのように過剰発現を行わず、また、ノックアウトのように遺伝子を欠損させることもない。
〇AppNL-G-Fノックインマウス
家族性アルツハイマー病変異を含むアミロイド前駆体タンパク質(App)遺伝子のノックインマウス。アミロイド病理を再現する。
〇nNOS
神経型一酸化窒素合成酵素。神経細胞において一酸化窒素(NO)を合成する酵素。NOの合成を介して、神経細胞の機能維持や神経細胞死を制御する。
〇NMDA受容体
神経伝達物質グルタミン酸の受容体の一種。グルタミン酸が結合すると、ナトリウムイオン(Na+)やカルシウムイオン(Ca2+)を細胞外から取り込み、神経細胞を興奮させる。カルシウムイオン透過性の特徴により、神経細胞間の情報伝達の効率が変化するシナプス可塑性に関わるとされる。
〇海馬
脳の中で、記憶をつかさどる領域。解剖学的には大脳新皮質の内側に位置し、タツノオトシゴに似た形をしていることから「海馬」(タツノオトシゴの別名)と呼ばれる。
〇アデノ随伴ウイルスベクター
動物個体への遺伝子導入に適したウイルスベクター。とくに神経細胞などの非分裂細胞において長期間安定な目的遺伝子発現を可能にする。
〇アポトーシス
プログラムされた細胞死を指し、生理的には個体の正常な発生に必要であり、またがん化した細胞などの除去の目的でも積極的に引き起こされる。
〇パイロトーシス
炎症誘導性のプログラム細胞死。カスパーゼ1を介した炎症性サイトカインの分泌によって細胞死を引き起こす。
〇トランスジェニックマウス
特定の遺伝子の機能や発現パターンを解析することを目的として、種々の遺伝子操作を行い、外来性遺伝子を導入したマウス。DNA断片を受精卵にマイクロインジェクションで導入して作製する。
朝は小雨、昼頃から雲多いが晴れてきた。早朝の畑作業は、小雨の中のズッキーニの受粉作業、レタスの収穫。
道路の街路樹として、”ハクチョウゲ”が良く植えられている。散歩で見つけたのは、お庭に植えられていた”ハクチョウゲ”。1週間前ころより、花が咲きだした。
咲いている花は白く小さく(径1cm位)、沢山付いている。満開の時期に見逃すことが多く、咲いている期間が短い様な気がする。名(白丁花:ハクチョウゲ)の由来は、花が丁字型の白い花を付けるからとの事。
ハクチョウゲ(白丁花)
アカネ科ハクチョウゲ属
常緑広葉低木
丈は0.5m~1.5m
原産地は中国、台湾
開花時期は5月~6月
花は径1cm位、小さい5弁花
花色は白、薄紫、淡紅
園芸品種には八重咲きや二重咲きがあり、葉に白い縁取りの入る斑入りなどもある