NMR解析に基づくアミロイドベータオリゴマーの毒性発現機構の解明

アルツハイマー病の神経毒性の原因は、オリゴマー化したアミロイドベータペプチド(Aβ)と考えられており、その中でも、ピロ化Aβは毒性が強いことが知られている。しかし、その毒性発現メカニズムは解明されていない。申請者は、これまでの実験結果から、Aβのピロ化がN末端において、βストランド構造を形成しやすくすること、分子間相互作用を生じることによって低分子オリゴマーの形成を促進する可能性を示す結果を得ている。本研究は、N末端のピロ化が、Aβのオリゴマー化に及ぼす影響を構造生物学的手法にて明らかにし、神経毒性との相関を構造的に理解することを目的とする。我々は、Aβオリゴマーにおける相互作用部位を明らかにするため、短時間しか存在しないAβオリゴマーを光架橋反応によって瞬間的に共有結合した。続いて、限定分解と質量分析を行い、Aβのオリゴマー化に関与するアミノ酸残基の特定を行った。その結果、Aβ配列中のH6-K16同士が架橋している断片が検出された。このことから、オリゴマー形成において、H6-K16の領域同士が近傍に存在することが示唆された。さらに、ピロ化Aβに関しても同様の実験を行い、ピロ化AβにおいてもH6-K16同士の架橋断片を検出した。一方、N末端の断片は非ピロ化Aβに比べて非常に検出感度が低くなっていた。本結果は、N末端同士の相互作用が存在する可能性を示唆する。また、「マンガン造影MRI法を用いたAβ投与後のラットにおけるCa濃度変化を伴う脳活動パターン測定」という実験の検討を行った。炎症物質であるリボ多糖をラット脳に投与し、炎症性反応に起因するCa^<2+>濃度の上昇を本手法により非侵襲的に検出できることが示された。

アルツハイマー病の神経毒性の原因は、オリゴマー化したアミロイドベータペプチド(Aβ)と考えられており、その中でも、ピロ化Aβは毒性が強いことが知られている。しかし、その毒性発現メカニズムは解明されていない。申請者は、これまでの実験結果から、Aβのピロ化がN末端において、βストランド構造を形成しやすくすること、分子間相互作用を生じることによって低分子オリゴマーの形成を促進する可能性を示す結果を得ている。本研究は、N末端のピロ化が、Aβのオリゴマー化に及ぼす影響を構造生物学的手法にて明らかにし、神経毒性との相関を構造的に理解することを目的とする。我々は、Aβオリゴマーにおける相互作用部位を明らかにするため、短時間しか存在しないAβオリゴマーを光架橋反応によって瞬間的に共有結合した。続いて、限定分解と質量分析を行い、Aβのオリゴマー化に関与するアミノ酸残基の特定を行った。その結果、Aβ配列中のH6-K16同士が架橋している断片が検出された。このことから、オリゴマー形成において、H6-K16の領域同士が近傍に存在することが示唆された。さらに、ピロ化Aβに関しても同様の実験を行い、ピロ化AβにおいてもH6-K16同士の架橋断片を検出した。一方、N末端の断片は非ピロ化Aβに比べて非常に検出感度が低くなっていた。本結果は、N末端同士の相互作用が存在する可能性を示唆する。また、「マンガン造影MRI法を用いたAβ投与後のラットにおけるCa濃度変化を伴う脳活動パターン測定」という実験の検討を行った。炎症物質であるリボ多糖をラット脳に投与し、炎症性反応に起因するCa^<2+>濃度の上昇を本手法により非侵襲的に検出できることが示された。