ナノテク情報

ライフ・医療

患者脳の微細構造解析でパーキンソン病の新たな疾患概念を提唱 ~パーキンソン病は,難病アミロイドーシスの一種だった!?~

 大阪大学,国立研究開発法人日本医療研究開発機構(AMED),公益財団法人高輝度光科学研究センター(JASRI)は2019年8月20日,大阪大学大学院医学系研究科の荒木克哉特任研究員と望月秀樹教授らのグループが,JASRIの八木直人特別研究員らとの大型放射光施設Spring-8における共同研究で,マイクロビームX線回折という手法を用いて,パーキンソン病患者の脳内に実在するタンパク質異常凝集体であるレビー小体に対する直接的な微細構造解析を行い,レビー小体が,アミロイド線維(クロスβ構造という特徴的な構造をもった不溶性のタンパク質の線維)を含有していることを世界で初めて証明した,と発表した.本研究成果は「米国科学アカデミー紀要(PNAS)」に,公開された(注).なお,本研究は,独立行政法人日本学術振興会(JSPS)科学研究費助成事業,文部科学省科学研究費助成事業,AMED医療分野研究成果展開事業一環として行われた.

 運動障害を起こし,高齢者に多く見られるパーキンソン病はアルツハイマー病に次いで多い進行性の神経変性疾患であり,進行を抑制する根本的な治療は存在しない.近年,マウスなどの動物実験では,人工的に作製したアミロイド線維の断片が脳内で増殖,伝播することが注目されており,これを抑制することでパーキンソン病の発症や進行を抑制するという治療法の開発が世界中で盛んに行われている.一方,全身にアミロイド線維が沈着することで発症するアミロイドーシスという疾患(パーキンソン病と同様に進行性の難病)では,アミロイドを染色するコンゴレッドという色素で染色される細胞外凝集体が見出されることで診断がなされ,アミロイド線維の凝集を抑制することにより一部のアミロイドーシスの症状の進行を抑制するという治療が日本でも行われている.ところが,パーキンソン病患者の脳内のレビー小体が「コンゴレッド染色で染まらない」かつ「細胞内」の凝集体であることから,パーキンソン疾患はアミロイドーシスではないというのが一般的な見解とされ,前述動物における実験結果とが矛盾している.今回,研究グループは,電子顕微鏡などによる直接的解析が困難な10μm程度のレピー小体の構造解析を行うために,SPring-8の放射光を用いて作成した直径5μmのX線マイクロビームで試料を4~5μmステップで走査し,X線回折を行った.その結果,レビー小体がアミロイド線維を含有していることを世界で初めて確認した.

 本研究成果は,一部のアミロイドーシスで実用化されているアミロイド線維の凝集抑制治療がパーキンソン病においても応用できる可能性を示すと共に,癌や膠原病など多くの疾患にも応用可能であり,次世代の病理学的研究ツールとして発展することが期待されるとしている.
 
(注)Katsuya Araki, Naoto Yagi, Koki Aoyama, Chi-Jing Choong, Hideki Hayakawa, Harutoshi Fuji-mura, Yoshitaka Nagai, Yuji Goto, and Hideki Mochizuki, "Parkinson's disease is a type of amyloido-sis featuring accumulation of amyloid fibrils of α-synuclein", Proceedings of the National Academy of Sciences. PNAS first published August 19, DOI: 10.1073/pnas.1906124116