アルツハイマー病の早期診断、治療戦略の開発

文献情報

• 文献番号: 200500362A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: アルツハイマー病の早期診断、治療戦略の開発
• 課題番号: H16-痴呆・骨折-009
• 研究年度: 平成17(2005)年度
• 研究代表者(所属機関): 石神 昭人(東京都高齢者研究・福祉振興財団 東京都老人総合研究所)

研究分担者(所属機関)

• 半田　節子(東京都高齢者研究・福祉振興財団　東京都老人総合研究所)
• 久保　幸穂(東京都高齢者研究・福祉振興財団　東京都老人総合研究所)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 長寿科学総合研究【痴呆・骨折臨床研究（若手医師・協力者活用に要する研究を含む)】
• 研究開始年度: 平成16(2004)年度
• 研究終了予定年度: 平成17(2005)年度
• 研究費: 6,175,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

アルツハイマー病（AD）での特徴的な病理所見としてアミロイドベータ蛋白質（Aβ）が蓄積した老人斑やリン酸化タウ蛋白質が蓄積した神経原線維変化は有名である。これら蛋白質は、本来、正常な機能を果たしていたものがやがて様々な修飾を受け異常化し、神経細胞の内側や外側に蓄積したためと考えられる。我々は、アルツハイマー病の脳で蛋白質中のアルギニンという塩基性アミノ酸がシトルリンという中性アミノ酸に変換された異常な蛋白質（シトルリン化蛋白質と総称）が多く出現することを初めて見出した。本研究では、シトルリン化蛋白質やシトルリン化蛋白質産生酵素（ペプチジルアルギニンデイミナーゼ； PAD）を高感度に検出するELISAシステム（酵素免疫測定法）を開発し、アルツハイマー病の早期診断を行う臨床検査試薬を開発する。また、シトルリン化蛋白質がアルツハイマー病発症の引き金となるか明らかにする。

研究方法

シトルリン化蛋白質がアルツハイマー病発症の引き金となることを証明する。即ち、①神経細胞やグリア細胞を培養し、様々な酸化ストレスによるPADの活性化やシトルリン化蛋白質の出現を解析する。また、②PADやシトルリン化蛋白質の高感度ELISAシステムを構築し、アルツハイマー病早期診断を行う臨床検査試薬を開発する。

結果と考察

アルツハイマー病の早期診断を行うELISAシステムを開発するため、PADやシトルリン化蛋白質に対する多種多様なモノクローナル抗体を作製した。PADに対するモノクローナル抗体は約30種類確立した。特異性の高い固相抗体、標識抗体の組み合わせを検討中。また、シトルリン化蛋白質がアルツハイマー病発症の引き金となるか明らかにするため、神経細胞やグリア細胞に様々な酸化ストレスを与えた。その結果、これらの細胞で早期にPADが誘導され、細胞死が起こる以前にシトルリン化蛋白質が出現することがわかった。

結論

今年度、シトルリン化蛋白質がアルツハイマー病の発症や進行に深く関与する可能性を強く示唆する多くのデータを得た。また、シトルリン化蛋白質を産生するPADを高感度に検出するELISAシステムも完成間近である。神経細胞やグリア細胞を用いた基礎研究からもシトルリン化蛋白質が早期細胞障害時に出現することは明らかである。従って、PAD、シトルリン化蛋白質のELISAシステムはアルツハイマー病の早期診断薬に成りうる可能性が高い。

公開日・更新日

• 公開日: 2006-04-04
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 200500362B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: アルツハイマー病の早期診断、治療戦略の開発
• 課題番号: H16-痴呆・骨折-009
• 研究年度: 平成17(2005)年度
• 研究代表者(所属機関): 石神 昭人(東京都高齢者研究・福祉振興財団 東京都老人総合研究所)

研究分担者(所属機関)

• 半田　節子(東京都高齢者研究・福祉振興財団　東京都老人総合研究所)
• 久保　幸穂(東京都高齢者研究・福祉振興財団　東京都老人総合研究所)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 長寿科学総合研究【痴呆・骨折臨床研究（若手医師・協力者活用に要する研究を含む)】
• 研究開始年度: 平成16(2004)年度
• 研究終了予定年度: 平成17(2005)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

アルツハイマー病（AD）での特徴的な病理所見としてアミロイドベータ蛋白質（Aβ）が蓄積した老人斑やリン酸化タウ蛋白質が蓄積した神経原線維変化は有名である。これら蛋白質は、本来、正常な機能を果たしていたものがやがて様々な修飾を受け異常化し、神経細胞の内側や外側に蓄積したためと考えられる。我々は、アルツハイマー病の脳で蛋白質中のアルギニンという塩基性アミノ酸がシトルリンという中性アミノ酸に変換された異常な蛋白質（シトルリン化蛋白質と総称）が多く出現することを初めて見出した。本研究では、シトルリン化蛋白質やシトルリン化蛋白質産生酵素（ペプチジルアルギニンデイミナーゼ； PAD）を高感度に検出するELISAシステム（酵素免疫測定法）を開発し、アルツハイマー病の早期診断を行う臨床検査試薬を開発する。また、シトルリン化蛋白質がアルツハイマー病発症の引き金となるか明らかにする。

研究方法

①アルツハイマー病患者の脳におけるシトルリン化蛋白質を免疫学的、生化学的手法を用いて解析する。②プロテオーム解析によりシトルリン化蛋白質分子を同定する。③神経細胞やグリア細胞を培養し、酸化ストレスによるPADの活性化やシトルリン化蛋白質の出現を解析する。④PADやシトルリン化蛋白質の高感度ELISAシステムを構築し、アルツハイマー病早期診断を行う臨床検査試薬を開発する。

結果と考察

①アルツハイマー病患者の脳では、シトルリン化蛋白質が多く存在することを明らかにした。②プロテオーム解析により、グリア線維性酸性蛋白質(GFAP)、ミエリン塩基性蛋白質(MBP)、ビメンチンがシトルリン化されていることを同定した。③アルツハイマー病の早期診断を行うELISAシステムを開発するため、PADやシトルリン化蛋白質に対する抗体を作製した。④シトルリン化蛋白質がアルツハイマー病発症の引き金となるか明らかにするため、神経細胞やグリア細胞に酸化ストレスを与えた。その結果、細胞死が起こる以前にシトルリン化蛋白質が出現した。

結論

シトルリン化蛋白質がアルツハイマー病の発症や進行に深く関与する可能性を強く示唆する多くのデータを得た。また、神経細胞やグリア細胞を用いた基礎研究からもシトルリン化蛋白質が早期細胞障害時に出現することは明らかである。従って、PADやシトルリン化蛋白質のELISAシステムはアルツハイマー病の早期診断薬に成りうる可能性が高い。

公開日・更新日

• 公開日: 2006-04-04
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 200500362C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: 我が国は、国民の1/5が高齢者という超高齢化社会を迎えた。高齢者の増加に伴い、アルツハイマー病の患者数も急増している。しかし、根本的な原因は未だ解明されていない。本研究では、あまり研究が進んでいない異常な構造を持つ異常蛋白質に注目している。アルツハイマー病の典型的な病理所見である老人斑や神経原線維変化は異常蛋白質の蓄積が原因で形成される。本研究成果からアルツハイマー病患者の脳内にはシトルリン化蛋白質が異常に蓄積していることが分かった。アルツハイマー病との関わりは明白である。
• 臨床的観点からの成果: 超高齢化社会を維持するためには、高齢者が健康で生き生きとした社会生活を送る予防医学を前提とした保健・医療・福祉の向上が必要不可欠である。現在、アルツハイマー病の患者数は60万人以上と推定される。しかし、アルツハイマー病の早期診断薬は未だ存在しない。本研究では、今まで誰も研究対象として考えなかったシトルリン化蛋白質に注目し、アルツハイマー病早期診断を行う臨床検査試薬の開発を目指している。基礎的研究成果から、シトルリン化蛋白質のELISAシステムはアルツハイマー病の早期診断薬に成りうる可能性が高い。
• ガイドライン等の開発: 特になし
• その他行政的観点からの成果: 特になし
• その他のインパクト: 文部科学省「科学技術週間」参加行事特別講演として2005年4月21日「アルツハイマーとアトピーにひそむ謎のタンパク質」というタイトルで市民向けの公開セミナーを行った。石神昭人

発表件数

• 原著論文（和文）: 5件
• 原著論文（英文等）: 15件
• その他論文(和文): 0件
• その他論文(英文等): 0件
• 学会発表(国内学会): 31件
• 学会発表(国際学会等): 5件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計0件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 1件

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Ishigami A., Ohsawa T., Hiratsuka M. et al.; Abnormal accumulation of deiminated proteins catalyzed by peptidylarginine deiminase in hippocampal extracts from patients with Alzheimer's disease.; J. Neurosci. Res. , 80 (1) , 120-128 (2005)
• 原著論文2: Feng D., Imasawa T., Nagano T. et al.; Citrullination preferentially proceeds in glomerular Bowman's capsule and increases in obstructive nephropathy.; Kidney Int. , 68 (1) , 84-95 (2005)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-06-10
• 更新日: -