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

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。

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。