JP4684189B2 - アルツハイマー病発症機構に関わる遺伝子 - Google Patents
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Description
(1) 配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるyata分子、または他の種におけるそのホモログをコードする遺伝子の神経細胞での発現が抑制され、あるいは当該遺伝子産物が有する本来のトラフィッキング機能を欠失させた変異タンパク質を発現させることによって、神経細胞内での物質のトラフィッキング機能に異常を生じさせた非ヒト動物。
(2) 上記物質が、シナプス分子である、上記(1)記載の非ヒト動物。
(3) 上記物質が、APPL、HIG、または他の種におけるこれらのホモログである、上記(1)記載の非ヒト動物。
(4) 神経変性疾患モデル動物として用いられる、上記(1)記載の非ヒト動物。
(5) アルツハイマー病疾患モデル動物として用いられる、上記(1)記載の非ヒト動物。
(6) 配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるyata分子、または他の種におけるそのホモログを標的(創薬ターゲット)とした神経変性疾患治療薬のスクリーニング方法。
(7) 上記(4)記載の非ヒト動物を用いて、その症状を改善する物質をスクリーニングすることを特徴とする、上記(6)記載の神経変性疾患治療薬のスクリーニング方法。
(8) 配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるyata分子、または他の種におけるそのホモログを標的(創薬ターゲット)としたアルツハイマー病治療薬のスクリーニング方法。
(9) 上記(5)記載の非ヒト動物を用いて、その症状を改善する物質をスクリーニングすることを特徴とする、上記(8)記載のアルツハイマー病治療薬のスクリーニング方法。
(10) 配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるyata分子、または他の種におけるそのホモログの神経細胞での発現または活性の異常の有無を検査し、あるいは、その遺伝子配列の異常の有無を検査するための手段を備えたことを特徴とする神経変性疾患の診断薬。
(11) 配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるyata分子、または他の種におけるそのホモログの神経細胞での発現または活性の異常の有無を検査し、あるいは、その遺伝子配列の異常の有無を検査するための手段を備えたことを特徴とするアルツハイマー病の診断薬。
(12) 配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるyata分子、または他の種におけるそのホモログの神経細胞での発現または活性を調節し、あるいはその変異タンパク質を発現させることによって、神経細胞内での物質のトラフィッキングを制御する方法。
(13) 上記物質が、シナプス分子である、上記(12)記載の方法。
(14) 上記物質が、APPL、HIG、または他の種におけるこれらのホモログである、上記(12)記載の方法。
[1]本発明の遺伝子改変動物
本発明者は、ショウジョウバエを用いた遺伝学的な研究から、真核生物において進化的に保存された遺伝子であるyata遺伝子が、アルツハイマー病関連分子を含む膜・分泌タンパク質の小胞体からのトラフィッキングを制御する機能を有し、さらにアルツハイマー病発症機構と関わりをもつことを明らかにした。この新たな知見から、yata遺伝子によって制御されている小胞体からのタンパク質輸送制御に生じた異常がアルツハイマー病発症の一因になっていると考えられ、yata分子および小胞体からの輸送制御に関わる分子を標的とした新たなスクリーニング方法によって、アルツハイマー病の診断・治療法を開発していくことが可能であることがわかった。
(a)神経細胞において、APPL(ショウジョウバエ以外ではそのホモログ)の細胞体からシナプスへの輸送制御に異常が生じ、APPL(またはそのホモログ)の局在が異常になること。
(b)神経細胞において、HIG(ショウジョウバエ以外ではそのホモログ)の細胞体からシナプスへの輸送制御に異常が生じ、HIG(またはそのホモログ)の局在が異常になること。
(c)神経細胞において、他のシナプス分子の輸送制御に異常が生じ、その局在が異常になること。
(d)神経細胞において、膜タンパク質または分泌タンパク質の輸送制御に異常が生じ、その局在が異常になること。
上記のように、yata分子の機能異常が、アルツハイマー病さらには他の神経変性疾患の発症の一因になっている可能性が、今回の解析の結果明らかになった。そこで本発明は、yata分子(またはそのホモログ)を標的(創薬ターゲット)としたアルツハイマー病治療薬のスクリーニング方法、および他の神経変性疾患治療薬のスクリーニング方法を提供するものである。
前述のように、yata遺伝子によって制御されている小胞体からのタンパク質輸送制御に生じた異常が、アルツハイマー病および他の神経変性疾患の発症の一因になっている可能性が今回の解析の結果明らかになった。したがって、yata遺伝子(またはそのホモログ)の神経細胞での発現または活性の異常の有無を検査し、あるいは、その遺伝子配列の異常の有無を検査することによって、アルツハイマー病その他の神経変性疾患の診断もしくは発症危険性の予測をする方法が可能である。
本発明のトラフィッキング制御法は、yata遺伝子(またはそのホモログ)の神経細胞での発現または活性を調節し、あるいはその変異タンパク質を発現させることによって、神経細胞内での物質のトラフィッキングを制御する方法である。ここでの「物質」も前述と同様、APPL、HIG(またはこれらのホモログ)、その他のシナプス分子、膜タンパク質または分泌タンパク質である。
遺伝子組み換えショウジョウバエを作出するための定法であるP因子形質転換法に従い、HIG遺伝子を組み込んだトランスポゾンP因子をショウジョウバエゲノム上に挿入させたところ、P因子がyata遺伝子の第一エクソンに挿入し、yata遺伝子の発現量が著しく低下した変異体(yata25A)が得られた。さらに、このP因子を遺伝学的方法によって再転移させることによって、元のP因子挿入部位に局所的にDNAの欠失を生じさせ、これによりyata遺伝子が完全に破壊されたヌル変異体(yataKE2.1)を作出した。さらにこのyata変異体の寿命を調べた。
タウ(tau)遺伝子のヌル変異体(tauEP5207)をストックセンターより入手し、yata変異との二重変異体をかけ合わせによって作出してその生存率等を検討した。
HAタグのついたyata遺伝子産物を蛹脳の神経細胞で発現させ、その局在を抗HA抗体を用いた免疫染色によって調べた。その結果、図3に示すように、yata遺伝子産物は、小胞体の辺縁部にドット状に局在し、小胞体出口部位(ER exit site)のマーカーであるdSec23p(COPII)と部分的に共局在した。
蛹中期脳においてヒートショック後一過性に発現させたHIG蛋白質(APPLの局在調節分子)の局在を経時的に調べた。遺伝子組み換えショウジョウバエを用いて、HIG蛋白質をHAエピトープタグとの融合蛋白質としてヒートショックプロモーターの制御下で発現させ、蛹脳を解剖・固定・切片作成後に抗HA抗体によって免疫染色を行った。ショウジョウバエ脳においては、神経細胞の細胞体とシナプスが解剖学的に異なった位置に存在するため、免疫染色像を観察することによって、発現誘導したHIG蛋白質の細胞内局在を知ることができる。特に、細胞体とシナプスが層状になっているlaminaを観察した。
yata変異体に、家族性アルツハイマー病型変異プレセニリンを発現させてその生存率の変化等を検討した。実験では、変異型プレセニリン(または野生型プレセニリン)を、神経細胞特異的なelavプロモーターの支配下で、Gal4-UASシステムを用いて、「野生型バックグラウンド(yataKE1.1)のショウジョウバエ」および「yata変異(yataKE2.1)のヘテロ接合体ショウジョウバエ」に強制発現させた。
Claims (10)
- 配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるyata分子の神経細胞での発現が抑制され、神経細胞内での物質のトラフィッキング機能に異常を生じさせたショウジョウバエ。
- 上記物質が、シナプス分子である、請求項1記載のショウジョウバエ。
- 上記物質が、APPL、HIGである、請求項1記載のショウジョウバエ。
- 神経変性疾患モデル動物として用いられる、請求項1記載のショウジョウバエ。
- アルツハイマー病疾患モデル動物として用いられる、請求項1記載のショウジョウバエ。
- 請求項4記載のショウジョウバエに対して被検物質を投与し、該ショウジョウバエの生存率が向上する物質、又は神経細胞内での物質のトラフィッキング機能の異常が改善する物質をスクリーニングすることを特徴とする、神経変性疾患治療薬候補物質のスクリーニング方法。
- 請求項5記載のショウジョウバエに対して被検物質を投与し、該ショウジョウバエの生存率が向上する物質、又は神経細胞内での物質のトラフィッキング機能の異常が改善する物質をスクリーニングすることを特徴とする、アルツハイマー病治療薬候補物質のスクリーニング方法。
- 配列番号2に示されるアミノ酸配列からなるyata分子の神経細胞での発現を調節し、神経細胞内での物質のトラフィッキングを制御する方法(ただし、ヒト生体で行う場合を除く)。
- 上記物質が、シナプス分子である、請求項8記載の方法。
- 上記物質が、APPL、HIGである、請求項8記載の方法。
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