神経変性疾患を引き起こすタンパク質凝集体形成と神経細胞死機構の時空間的解析

引起神经退行性疾病的蛋白质聚集体形成和神经元细胞死亡机制的时空分析

基本信息

批准号：
08J04474
负责人：
北村朗
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

神経変性疾患に共通してみられる現象として,神経細胞の機能低下とそれに続く細胞死がある.このような神経細胞死を引き起こす原因として,細胞内外に蓄積したタンパク質凝集体があげられる.筋萎縮性側索硬化症(Amyotrophic Lateral Screlosis ; ALS)では,原因遺伝子の約20%をSuperoxide dismutase 1(SOD1)が占めており,このSOD1タンパク質に変異が入ると凝集体を形成することが知られている.これらの変異タンパク質の凝集体が,細胞内のどのような場所でどのような構造にあるとき,細胞毒性を持つのか.そして細胞死に至るのかといった問題点を解明するため,細胞内の分解機構の一つであるプロテアソーム経路の阻害剤を用いたところ,変異型SOD1は細胞内で凝集体を形成した.さらに,プロテアソームの活性を回復させたところ,凝集体は脱凝集を介して消失した.これらの脱凝集過程は,プロテアソームの活性に大きく依存しており,細胞内における別の分解経路として知られているオートファジー・リソソーム経路は必須ではないことを見出した.また,蛍光相関分光法技術を用いることで,変異型SOD1タンパク質は生細胞のサイトゾルで複合体を形成していることが判明した.蛍光相関分光法の解析により,この複合体は変異型SOD1タンパク質のみを含むものではなく,他の細胞内因子が含まれていることが示唆された.さらに,免疫共沈降法・マススペクトル解析により,分子シャペロンHsc70などが含まれていることが明らかとなった.このことから,細胞内において凝集体の毒性を抑制する際に,分子シャペロンが関与していることが示唆された.

神经退行性疾病常见的一种常见现象是神经元功能和随后的细胞死亡的下降。神经元死亡的原因包括在细胞内外积聚的蛋白质聚集体。在肌萎缩性侧骨（ALS）中，约有20％的因子基因是超氧化物歧化酶。它被1（SOD1）占据，已知在SOD1蛋白中发生突变时形成聚集体。为了阐明这些突变蛋白的何时何地以及何时是细胞毒素，它们的细胞毒素以及它们如何导致细胞死亡，我们使用了蛋白酶体途径的抑制剂，细胞内降解的机理之一，突变体SOD1在细胞内形成聚集物。此外，当蛋白酶体的活性恢复时，骨料通过脱缘物消失了。这些断裂过程在很大程度上取决于蛋白酶体的活性，并且是细胞内不同的降解途径。我们发现已知的自噬溶质体途径不是必需的。此外，通过使用荧光相关光谱法，发现突变的SOD1蛋白在活细胞的细胞质中形成复合物。荧光相关光谱的分析表明，该复合物不仅包含突变体SOD1蛋白，而且还包含其他细胞内因子。此外，共免疫沉淀和质谱法表明它包含分子伴侣HSC70。这表明分子伴侣参与抑制细胞聚集体的毒性。