認知症治療を目的とした変異型オリゴマーアミロイドペプチドを抗原とする神経免疫療法の開発

文献情報

• 文献番号: 201116002A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 認知症治療を目的とした変異型オリゴマーアミロイドペプチドを抗原とする神経免疫療法の開発
• 課題番号: H21-認知症・一般-001
• 研究年度: 平成23(2011)年度
• 研究代表者(所属機関): 森 啓(大阪市立大学 大学院医学研究科)

研究分担者(所属機関)

• 富山　貴美(大阪市立大学　大学院医学研究科)

• 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 認知症対策総合研究
• 研究開始年度: 平成21(2009)年度
• 研究終了予定年度: 平成23(2011)年度
• 研究費: 9,465,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

我々がアミロイドオリゴマー説に立つ理由は、本所属附属病院で発見した遺伝変異がアミロイドオリゴマー促進変異であったことによる。当該患者の臨床的所見についても、初期からの変化を一括してまとめ、アミロイドオリゴマーについての神経免疫療法の可能性を検証することを研究目的とした。その神経所見は、アミロイドオリゴマー単独によって起因される病態増であることから詳細な経過を明らかにすることも目的とした。

研究方法

脳内アミロイド線維を検出するアミロイドイメージングは、PiBを当医学部付属病院のサイクロトロンにて【11C】標識し、島津製PETカメラにて撮像した。詳細なっ分子機構の解明には、培養細胞やモデルマウスを使用した。形態画像は、ライカ社製共焦点レーザー顕微鏡観察によって観察した。生化学的解析には、SDS電気泳動とウェスタンブロットを実施し、蛍光基質による染色をLAS-3000イルミネーター(FujiFilm)にて検出した。

結果と考察

APP E693Δマウスは、現在主要原因分子として注目されているアミロイドオリゴマーのみを発現するように工夫した新規アルツハイマー病モデルマウスである。これは、大阪変異（E693Δ）を、プリオンプロモーターの作用で発現するコンストラクトを使用した。本モデルマウスは学習記憶障害が8ヶ月例以後に顕著で経時的に低下した。また、記憶保持力に相当するプローブ試験でも有意に低下していることを観察した。モデルマウスのシナプス機能については、長期増強作用（LTP）を検討した。その結果、non-Tgマウスでは正常であったLTP作用が、APP E693Δマウスではほぼ完全に障害されていることが観察された。また、モデルマウスの脳神経病理変化については、脳組織変化について脳病理学的検索をした。通常のアミロイド老人斑は、24ヶ月齢に至るまで観察できなかったし、micro-PETを用いたPiB-PETでも検出できなかった。さらに、Aβオリゴマーの有意な上昇が認められた。

結論

アミロイドオリゴマーモデルマウスを用いて、アミロイドオリゴマー抗体を用いた免疫療法の有効性を示唆する前向きな実験結果を得ることができた。

公開日・更新日

• 公開日: 2012-08-21
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201116002B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 認知症治療を目的とした変異型オリゴマーアミロイドペプチドを抗原とする神経免疫療法の開発
• 課題番号: H21-認知症・一般-001
• 研究年度: 平成23(2011)年度
• 研究代表者(所属機関): 森 啓(大阪市立大学 大学院医学研究科)

研究分担者(所属機関)

• 富山　貴美(大阪市立大学　大学院医学研究科)

• 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 認知症対策総合研究
• 研究開始年度: 平成21(2009)年度
• 研究終了予定年度: 平成23(2011)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

本研究は、アルツハイマー病の最新知見に基づくアミロイドオリゴマー仮説に基づくモデルマウスを作製し、診断、治療薬開発に駆するようにすることが目的である。

研究方法

トランスジェニックマウスの作製については、プリオンプロモーター下に新変異（E693Δ）を組み込んだヒトAPPcDNA遺伝子コンストラクトのベクター部分を排除した後、顕微鏡下で受精卵前核へDNAをマイクロインジェクションした。DNAを注入した受精卵は偽妊娠状態にした雌マウスの卵管に移植し自然分娩で出産した仔マウスをC57BL/6にて少なくとも10世代以上戻し交配した。生化学的解析と免疫組織学的解析については、β001抗体、4Ｇ8抗体、6Ｅ10抗体、GFAP抗体、Iba1抗体、リン酸化タウ抗体（PHF1）、NeuN抗体により検出を試みた。シナプス機能についてはLTPを測定した。行動科学的解析については、water mazeを用いた。

結果と考察

E693Δ変異APPを発現する新規のアルツハイマー病モデルマウスを作製した。本モデルマウスは、24カ月齢においても老人斑が検出されなかった。この変異型APP-Tgマウスは、8カ月齢頃より海馬のシナプスが消失し始めることが確認された。モデルマウス脳内では、アミロイドオリゴマーが8カ月齢頃より大脳皮質や海馬のニューロン内に蓄積し、さらにシナプス障害が生じることも示した。本モデルマウスの空間認知能障害も、8カ月齢でこのマウスのシナプス機能および学習記憶機能障害と一致して現れた。本モデルマウスでは、有意な細胞死を示していたが、その細胞死分子機構として、小胞体とミトコンドリアの関与を示唆した。本モデルマウスを使用した免疫療法の可能性について、アミロイドオリゴマー抗体であるNU-1モノクローナル抗体投与を実施し、病変の減弱を認めた。今後より多数のマウスによる確認作業が必要である。

結論

アミロイドオリゴマーに特化したモデルマウスを作製した。本モデルの解析によりアミロイドオリゴマーだけでも発症には十分であることが強く示唆され、アミロイド老人斑の病態の意義について疑問を投げかけることができた。アミロイドオリゴマー抗体を用いた免疫療法の有効性を示唆する前向きな実験結果を得ることができたことで、今後のアルツハイマー病の診断と根本治療薬開発の標的モデルマウスとして今後の研究に有用であることを示した。

公開日・更新日

• 公開日: 2012-08-21
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201116002C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: アルツハイマー病発症原因については、アミロイド線維を中心とした老人斑から非線維性のアミロイドオリゴマーを議論することが増えてきた。しかしながら、未だにアミロイドオリゴマーを支持する確かな証拠は少ない。本研究では、アミロイドオリゴマーを発現するモデルマウスを樹立し、その治療法開発の対象となり得るところまでを証明することを目的とした。基本的には、アミロイドオリゴマー特異遺伝変異を発現させることで、従来のアミロイド線維とアミロイドオリゴマーの混合型モデルとは異なった点が重要な成果と言える。
• 臨床的観点からの成果: 現在、アルツハイマー病の診断と治療は、アミロイド線維を標的とした戦略で動いている。しかしながら、本研究成果によって、アミロイド線維の検出と増減を測定することは、臨床症状とは独立した変化であることを強く示唆する結果となった。すなわち、原稿の臨床治験の根拠に根底から疑義を提唱する内容である。今後は、アミロイドオリゴマーを検出、減少させる治療薬開発が中心とすることが望まれる。
• ガイドライン等の開発: 現時点では、本研究がガイドライン策定に影響したことはありません。ただし今後、診断および治療効果の評価にあたっては、アミロイドオリゴマーを中心とした基準にすることが望ましいとする根拠になる。
• その他行政的観点からの成果: 現在、米国ではアルツハイマー病の診断にAV-45のPETリガンドが認められようとしている。たしかに、アミロイド線維の早期脳内沈着は臨床症状に先行するが、発症への移行率については未だに議論の分かれるところであり、本研究成果がアミロイド線維の有無に関係なくアルツハイマー病の発症をしめしたことから、確かな評価を待つか、保険適用とすべきではないと考える。
• その他のインパクト: アルツハイマー病の実験モデルとしては、PDAPP、Tg2576、APP23など優れたモデルマウスが発表されているが、いずれも米国初である。本研究によって開発されたモデルマウスは、最新の発症原因仮説であるアミロイドオリゴマーに準拠した世界初のモデルマウスであり、国産モデルとして意義は大きい。この研究成果は、各全国誌新聞をふくめてテレビなどでも広く紹介され、最大の国際会議であるＡＡＩＣの基調講演にも招聘されるなどの高い評価を受けてきた。

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 12件
• その他論文(和文): 2件
• その他論文(英文等): 0件
• 学会発表(国内学会): 11件
• 学会発表(国際学会等): 9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): 0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: Shimada H, Ataka S, Tomiyama T, et al.; Clinical Course of Patients with Familia Early-Onset Alzheimer’s Disease Potentially Lacking SenilePlaques Bearing the E693Δ Mutation in Amyloid Precursor Protein.; Dement Geriatr Cogn Disord , 32 , 45-54 (2011)
• 原著論文2: Umeda T, Tomiyama T, Sakama N, et al.; Intraneuronal amyloid β oligomers cause cell death via endoplasmic reticulum stress, endosomal/ lysosomal leakage, and mitochondrial dysfunction in vivo.; Journal of Neuroscience Research , 89 , 1031-1042 (2011)
• 原著論文3: Mori H, Tomiyama T, Ishibashi K, et al.; Oligomeric Aβ is the sole culprit molecule to cause Alzheimer’s disease?; Hirosaki Medical Journal , 61 , 105-110 (2010)
• 原著論文4: Tomiyama T, Matsuyama S, Iso H, et al.; A mouse model of amyloid β oligomers: Their contribution to synaptic alteration, abnormal tau phosphorylation, glial activation, and neuronal loss in vivo"; Journal of Neuroscience , 30 , 4845-4856 (2010)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-06-10
• 更新日: 2016-06-01

収支報告書

• 文献番号: 201116002Z