ALS患者脳中に異常蓄積したTDP-43を質量分析器を使いタンパク質化学的に解析 | 東京都医学総合研究所
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HOMETopics 2016年

TOPICS 2016

2016年3月16日

英国科学雑誌「Scientific Reports」に、認知症プロジェクト亀谷富由樹主席研究員、長谷川成人参事研究員らの論文が発表されました。

ALS患者脳中に異常蓄積したTDP-43を質量分析器を使いタンパク質化学的に解析した。

本研究に関する論文が英国科学雑誌「Scientific Reports」に掲載されました。
http://www.nature.com/articles/srep23281

ALS患者の脳脊髄には核タンパク質の一種であるTDP-43が線維化、蓄積し、病気の発症や進行と密接に関係することが知られています。我々は、これまで抗体を用いた研究で、患者脳には異常リン酸化や断片化が生じたTDP-43が蓄積していることを報告してきました。しかしながら、抗体を用いた解析だけでは、その異常な部位や切断箇所を明らかにすることが困難であり、蓄積機序の解明のためには、より詳細な解析結果が必要でした。この論文では、患者脳に蓄積したTDP-43のリン酸化部位を含む翻訳後修飾、断片化する際の切断部位等をプロテオミクス的手法を用いて解析し、タンパク質化学的に初めて明らかにしました。

内容

患者剖検脳に蓄積する異常TDP-43を分析し、TDP-43分子全体の9割をカバーするトリプシン消化、キモトリプシン消化ペプチドを回収しました。これらのペプチドの質量分析によって以下のことが判明しました。

  1. 同定できたリン酸化部位は、以前私達が免疫化学的手法で同定したリン酸化部位や試験管内実験においてカゼインキナーゼ1でリン酸化した際のリン酸化部位と一致しました(図1)。
  2. リン酸化以外の翻訳後修飾として、複数のアスパラギンおよびグルタミン残基で脱アミドが生じていること、複数のメチオニン残基が酸化されていることを見出しました。さらに、一部のリジン残基にユビキチン化や、アセチル化が生じていることを見出しました。
  3. 以前より培養細胞系を用いた解析において、カスパーゼがTDP-43の断片化に関与しているという報告がなされていましたが、今回、実際の患者脳に蓄積するTDP-43において見出された複数の切断部位はカスパーゼ切断部位ではなく、TDP-43の蓄積にカスパーゼの切断が関与する可能性は低いことが示唆されました(図2)。

図1

図1

図2

図2

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