プリオンの異種動物への馴化に伴う異常プリオン蛋白質の構造変化

• 担当機関: （独）農業・食品産業技術総合研究機構 動物衛生研究所
• 研究期間: 2008～2010
• 研究担当者: 横山 隆; 加来・牛木 祐子; 遠藤 良; 岩丸 祥史; 清水 善久; 今村 守一; 舛甚 賢太郎; 山本 卓司; 服部 俊治; 糸原 重美; 入江 伸吉
• 発行年度: 2010
• 要約: マウスの異常プリオン蛋白質(PrP^Sc)の立体構造を特異的に認識するモノクローナル抗体(mAb 3B7)とスクレイピープリオン継代マウスの脳内のPrP^Scの反応性の変化は、プリオンの馴化に伴うPrP^Scの構造変化と関連している。
• キーワード: プリオン、PrP^Sc特異抗体、スクレイピー、異種間伝播
• 背景・ねらい: プリオンの異種動物への伝達においては、宿主の正常プリオン蛋白質(PrP^C)と外来の異常プリオン蛋白質(PrP^Sc)のアミノ酸の一次配列の違いに起因する「種の壁」が存在する。一方、プリオンは継代によって新たな宿主に馴化し、潜伏期間が短縮することが知られている。本研究は、PrP^Scの構造を特異的に認識するモノクローナル抗体(mAb)を作製し、その反応性を指標に、羊スクレイピープリオンのマウスへの馴化過程におけるPrP^Sc構造の違いを明らかにするとともに、プリオンの「種の壁」のメカニズムの解明を目指すものである。

成果の内容・特徴

1. プリオン遺伝子欠損マウスにマウスPrP^Scを免疫して作出したPrP^Sc特異mAb 3B7は、免疫沈降法でマウスPrP^Scと反応するが、マウスPrP^Cとは反応しない(図1)。
2. mAb 3B7は、羊PrP^Sc、牛PrP^Scとは反応しなかった。この結果は、マウスPrP^Scと羊PrP^Scの間に立体構造の違いがあること、およびmAb 3B7が、マウスPrP^Scを特異的に認識することを示している。
3. 羊スクレイピーを継代して、マウスへ馴化する過程のPrP^Scを検出したところ、汎PrP抗体を用いたウエスタンブロット法では、初代から5代まで同程度のPrP^Scの蓄積が認められる(図2)。
4. mAb 3B7を用いたマウスPrP^Sc特異的ELISA法では、初代及び2代目のマウス脳内のPrP^Scは反応せず、3代目より反応が認められ、4、5代目では検出されるPrP^Scが増加する(図3)。このことは、馴化に伴い、PrP^ScがmAb 3B7と反応する構造に変化することを示している(図4)。

成果の活用面・留意点

1. 新しく作出したmAb 3B7は、マウスPrP^Scを特異的に認識する。
2. 羊、牛由来のPrP^ScはマウスPrP^Scとは異なる構造をとる。
3. プリオンの異種動物への馴化(潜伏期の短縮)には3代以上の継代が必要である。
4. プリオンの「種の壁」のメカニズムには、継代に伴うPrP^Scの構造変化が含まれる。

• カテゴリ: 羊