アミロイド線維超分子複合体形成機構と関連生体内因子の探索

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今年度は、主に研究実施計画に記述したレーザー照射によって引き起こされるアミロイド線維形成の挙動について詳細に調べた.当研究室で組み立てた全反射蛍光顕微鏡(TIRFM)とモデルペプチドとしてアルツハイマー病原因ペプチドの一つである、Amuloidβ(1-40)(Aβ(1-40))を用いた。TIRFM観察より、アミロイド線維形成機構および線維の特性を可視化することで、また明らかされていない線維形成分子機構を直接的に証明することを目的としている。今年度の成果報告として、アミロイド線維形成における二つの重要な知見を得た。アミロイド線維は鋳型となる核が形成すると、それを起点に急激な線維伸長が開始され、線維が増殖する。その増殖メカニズムは、線維の断片化などが生じ、それを起点に新たな線維伸長が開始すつという反応が提唱されているが、直接的に証明はされていない。今回、Aβ(1-40)のアミロイド線維伸長反応をリアルタイムで観察すると、ある時間で一本の線維が複数の線維に断片化され、そのあとに爆発的に線維が増殖する様子を捉えることに成功した。この結果は、これまで議論されてきたアミロイド線維の増殖機構に関する直接的な証明を示したことになる。この線維増殖とレーザー照射との関連性についてさらに詳細に調べるため、次に形成した線維に断続的なレーザー照射を行い、その挙動を調べた。その結果、形成した線維はレーザー照射によって線維末端から分解されていくことが明らかになった。さまざまな分光学的手法を用いてこの線維の分解について解析した結果、ヒスチジン残基に顕著な損傷が見られ、これは溶液中に発生した活性酸素が原因であることがわかった。この二つの観察からレーザーによる線維の損傷は爆発的な線維の増殖を誘導するが、徹底したレーザー照射は線維を破壊するという、両方の役割を持つことが示唆された。このことより、レーザーによる線維形成の制御の可能性が期待される。