アルツハイマー病におけるAPOEε4がリン酸化tauタンパク質相互作用ネットワークに与える影響

背景紹介

アルツハイマー病（Alzheimer’s disease, AD）は、細胞外に沈着し自己集合して様々なタイプのAβ沈着を形成するβ-アミロイド（Aβ）と、神経細胞内に異常にリン酸化されたtauタンパク質（リン酸化tau, ptau）が蓄積し神経原線維変化を形成することを特徴とする神経変性疾患です。ADの発症メカニズムは、tau病理の神経解剖学的進行と密接に関連しており、これらの病理マーカーは脳の異なる領域に順次影響を及ぼし、Thalの五段階（Aβ病理）およびBraakの六段階（tau病理）に従います。

ADの遺伝的リスク要因の中で、Apolipoprotein E遺伝子（APOE）の多型性は主要な要因であり、APOEε4対立遺伝子は散発性ADのリスク増加および発症年齢の早期化と正の相関があります。一方、APOEε2対立遺伝子は保護作用を持つと考えられています。APOEは主に星状膠細胞によって分泌される糖タンパク質で、通常はリン脂質とコレステロールの輸送に関与します。APOEはAβ沈着物と共局在し、ε4対立遺伝子はAβ病理の進行と密接に関連しています。

APOEは広く研究されているにもかかわらず、tau病理における役割はまだ完全には明らかになっていません。最近のデータは、APOEの多型性がリン酸化tau病理にも影響を及ぼすことを示唆しています。いくつかの研究では、体内実験において、APOEε4がAβとは独立してptauの蓄積に影響を与える可能性があることが示されています。しかし、APOEとptauの関係は依然として不明であり、tau病理におけるAPOEの役割を明らかにするためにはさらなる研究が必要です。

研究出典

本論文は“The Influence of APOEε4 on the pTau Interactome in Sporadic Alzheimer’s Disease”と題し、Manon Thierry、Jackeline Ponce、Mitchell Martà-Arizaなどによって執筆され、ニューヨーク大学医学院の神経病学科や生化学および分子薬理学科などの複数の機関で行われました。この論文は2024年に《Acta Neuropathologica》誌に掲載されました。

研究方法

APOEε4がptau作用に与える影響を明らかにするために、研究チームは抗-ptau抗体免疫沈降および質量分析技術などの一連の実験手法を採用しました。具体的な手順は以下の通りです。

研究手順

サンプル採取と処理: - ニューヨーク大学とコロンビア大学のアルツハイマー病研究センターから収集された25例の散発性AD患者の前頭葉皮質組織を研究対象としました。 - サンプルはAPOE遺伝子型に基づいてAPOEε3/ε3群とAPOEε4/ε4群の2つのグループに分けられ、年齢、性別、および併存疾患状態をマッチングさせました。 - DNA抽出、PCRおよびSangerシーケンシングなどの通常の生化学および遺伝子型決定方法を使用してサンプルを初期処理しました。

免疫沈降および質量分析: - 抗-ptau抗体PHF1を用いて免疫沈降を行い、ptauおよびその結合パートナータンパク質を収集しました。 - 分解、抽出および洗脱後、液相クロマトグラフィー-タンデム質量分析（LC-MS/MS）によるタンパク質分析を行いました。 - 質量分析データの処理にはProteome Discovererソフトウェアおよび“Significance Analysis of Interactome Express Algorithm（SAINT）”アルゴリズムを使用し、可能性のあるptau相互作用タンパク質をスクリーニングしました。