Mechanisms of aggregation and fibril formation of amyloidogenic proteins with amyloid cofactors

本研究課題では、全身性アミロイドーシスの前駆タンパク質としてアポA-Iや血清アミロイドA、さらには神経変性疾患タンパク質としてパーキンソン病αシヌクレインなどをターゲットとし、これら前駆タンパク質の生体夾雑環境における凝集・線維化、細胞間伝播が、細胞膜脂質や硫酸化糖鎖、アミロイド共存タンパク質であるアポA-IVやアポEなどの生体分子群との相互作用ネットワークによって制御されている分子メカニズムを解明する。さらに、アミロイド前駆タンパク質や共存分子を標的とした新規特異抗体の開発を行い、アミロイド線維高感度検出系の構築やin vivoイメージング法の検討を進める。令和４年度は、核形成-自己触媒線維伸長モデルに基づくFinke-Watzky速度式による解析ならびに核形成・線維伸長速度定数の温度変動解析から、αシヌクレインのA30PやA53Tなどの家族性パーキンソン病変異体やレビー小体病にみられるC末欠損体（Δ104-140やΔ123-140）の凝集・線維化反応の熱力学的特性の解明を行った。その結果、αシヌクレインのA53T変異と104-140残基欠損では線維化促進のメカニズムが異なることが示唆され、A53T変異はモノマーから凝集核の形成をエンタルピー的に促進して線維化の開始を早める一方、104-140残基領域の欠損はモノマーと線維の相互作用を変化させて線維化を自己触媒的に加速することが明らかとなった。以上の結果は、家族性変異やC末欠損によるパーキンソン病発症機序解明に向けた物理化学的基盤情報を与える。また、アミロイド共存分子としてアポA-Iと同様にアミロイド凝集傾向の高いN末領域を有するアポA-IVに関し、大腸菌大量発現・精製系の構築を行い、特に組織沈着が報告されているアポA-IV のN末70残基フラグメントについて、そのアミロイド凝集性を確認した。

本研究課題では、全身性アミロイドーシスの前駆タンパク質としてアポA-Iや血清アミロイドA、さらには神経変性疾患タンパク質としてパーキンソン病αシヌクレインなどをターゲットとし、これら前駆タンパク質の生体夾雑環境における凝集・線維化、細胞間伝播が、細胞膜脂質や硫酸化糖鎖、アミロイド共存タンパク質であるアポA-IVやアポEなどの生体分子群との相互作用ネットワークによって制御されている分子メカニズムを解明する。さらに、アミロイド前駆タンパク質や共存分子を標的とした新規特異抗体の開発を行い、アミロイド線維高感度検出系の構築やin vivoイメージング法の検討を進める。令和４年度は、核形成-自己触媒線維伸長モデルに基づくFinke-Watzky速度式による解析ならびに核形成・線維伸長速度定数の温度変動解析から、αシヌクレインのA30PやA53Tなどの家族性パーキンソン病変異体やレビー小体病にみられるC末欠損体（Δ104-140やΔ123-140）の凝集・線維化反応の熱力学的特性の解明を行った。その結果、αシヌクレインのA53T変異と104-140残基欠損では線維化促進のメカニズムが異なることが示唆され、A53T変異はモノマーから凝集核の形成をエンタルピー的に促進して線維化の開始を早める一方、104-140残基領域の欠損はモノマーと線維の相互作用を変化させて線維化を自己触媒的に加速することが明らかとなった。以上の結果は、家族性変異やC末欠損によるパーキンソン病発症機序解明に向けた物理化学的基盤情報を与える。また、アミロイド共存分子としてアポA-Iと同様にアミロイド凝集傾向の高いN末領域を有するアポA-IVに関し、大腸菌大量発現・精製系の構築を行い、特に組織沈着が報告されているアポA-IV のN末70残基フラグメントについて、そのアミロイド凝集性を確認した。