筋萎縮性側索硬化症におけるタンパク質凝集機構の解明と治療応用

肌萎缩侧索硬化症的蛋白质聚集机制及其治疗应用的阐明

• 批准号: 11J40114
• 负责人: 松本 紋子
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J40114/
• 关键词: 神経変性疾患; 筋萎縮性側索硬化症; SOD; 凝集体

構造を特異的に認識する抗体により、可溶性の数量体の存在が推測されていたが、本研究において、一次元目にhigh redolution clear native PAGE (hrCN-PAGE)、二次元目にSDS-AGEを組み合わせた二次元電気泳動を用いることにより、家族性ALSモデルマウスの組織中より、SOD1の可溶性オリゴマー形成の検出に初めて成功した。さらに、それらはSOD1活性を保持していることも分かり、酵素学的にも新たな発見となった。これら可溶性オリゴマーSOD1は、神経系培養細胞(N2a cell)の可溶性細胞質画分だけでなく、ミトコンドリアやマイクロソーム画分からも検出された。特筆すべき点は、発症前は野生型/変異型のヘテロオリゴマーSOD1を形成するが、発症後は変異型のホモオリゴマーSOD1のみが検出され、発症前に認められていたヘテロオリゴマーSOD1は検出されなかったことである。複数の野生型と変異型SOD1のダブルトランスジェニックマウスの実験より、野生型SOD1は変異型SOD1モデルマウスの発症を早めるが、症状の進行に影響は与えないとの結果が報告されていたが、その詳細機構は不明であり、野生型SOD1が変異型SOD1とヘテロ二量体を形成することにより、野生型SOD1のホモダイマーよりも安定化され、毒性が増すのではないかと、培養細胞実験により推測されていた。本研究結果は、野生型SOD1が発症に関与するが進行には関与しないという事実を裏付ける、生体試料による初めての直接的な証拠となり、さらにダイマーだけでなく、オリゴマー形成の関与も示唆した。また、Transglumatinase 2 (TG2)を用いて、野生型・アポ型SOD1のオリゴマーをin vitroで作成することにも成功した。このオリゴマーSOD1を用いて、ALSモデルマウスに対する免疫療法を試み、良好な結果を得ることができた。

尽管在这项研究中，抗体的存在是通过特异性识别结构的抗体推断出的，但我们成功地检测了家族性ALS模型小鼠组织中SOD1的可溶性低聚物的形成，通过使用二维电泳在其中，在第一位二小片和Sds-sds-age中使用二维的电泳（HRCN-PAGE），在该二维清除天然页面（HRCN-PAGE）中。此外，发现它们保留了SOD1活性，使其成为新的酶逻辑发现。这些可溶性低聚物SOD1不仅在神经系统培养细胞（N2A细胞）的可溶性细胞质馏分中被检测到，而且在线粒体和微粒体馏分中也检测到。特别值得注意的是，发作前的野生型/突变型异源SOD1形成，但是在发作后仅检测到突变的家族性SOD1，并且在未检测到在发作之前观察到的异性群SOD1。 Experiments in multiple wild-type and mutant SOD1 double-transgenic mice have reported that wild-type SOD1 speeds up the onset of mutant SOD1 model mice but does not affect the progression of symptoms, but the detailed mechanism of this mechanism is unknown, and it has been speculated from cultured cell experiments that wild-type SOD1 form a heterodimer with mutant SOD1, which may stabilize and increase毒性比野生型SOD1同二聚体。这项研究的结果提供了从生物样品中的第一个直接证据，以支持以下事实：野生型SOD1参与了发作，但不参与进展，这也暗示了低聚物形成和二聚体的参与。我们还使用转谷氨酸蛋白酶2（TG2）成功地在体外成功地创建了野生型和Apo-type SOD1低聚物。使用此低聚物SOD1，尝试针对ALS模型小鼠进行免疫疗法，并获得了良好的结果。

项目成果

Detection of soluble multimeric assemblies of Cu, Zn-Superoxide dismutase as enzymatically active forms in pre-symptomatic mice with familial amyotrophic lateral sclerosis.

在患有家族性肌萎缩侧索硬化症的症状前小鼠中检测铜、锌超氧化物歧化酶的可溶性多聚体组装体的酶活性形式。

• 发表时间: 2012
• 作者: 松本紋子;松本明郎;谷口直之
• 通讯作者: 谷口直之