異種動物間PMCA産物はシードのプリオンと生物学的性状が異なる

• 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: 2008～2011
• 研究担当者: 吉岡 都; 今村守一; 岡田洋之; 下嵜紀子; 村山裕一; 横山 隆; 毛利資郎
• 発行年度: 2011
• 要約: マウス脳乳剤を基質としてPMCA法により増殖させたハムスタースクレイピー株はプリオン蛋白質過発現マウスへの伝達が可能であり、直接マウスへ伝達した場合と異なる生物学的性状を示す。
• キーワード: プリオン、種の壁、PMCA、異常プリオン蛋白質、多様性
• 背景・ねらい: 伝達性海綿状脳症の病原体は、感染性蛋白因子プリオンであると考えられているが、その起源や多様性を生じる原因については不明な点が多い。プリオンが異種動物へ伝達されると、新規なプリオンが生成されると考えられるが、種の壁により発症に至らない場合が多い。試験管内で異常プリオン蛋白質(PrP^Sc)を増殖させたProtein misfolding cyclic amplification (PMCA) 法は、異種動物のPrP^Scを増殖できる例が報告されている。しかしながら、異種間PMCAにより生成されたPrP^Scと異種動物で継代して得られたPrP^Scとの異同は不明のままである。本研究では、ハムスター・マウス間の異種間PMCAで生成されたPrP^Scと異種動物内で生成されたPrP^Scの生物学的特性を比較・検討する。

成果の内容・特徴

ハムスタースクレイピー株Sc237をシードに、正常マウス脳乳剤を基質に用いた異種間PMCAにより、プロテアーゼ抵抗性のPrP^Scが生成され、22回の増殖(R22)後もPrP^Scは生成可能である(図1)。

1. Sc237をマウスプリオン蛋白質過発現マウスtga20に脳内接種すると、平均548日で全頭発症する。初代接種マウスの脳乳剤をさらに同マウスに脳内接種すると、潜伏期は有意に短縮される(図1)。
2. 異種間PMCA由来PrP^Sc(R22)をtga20マウスに脳内接種すると、平均345日で全頭発症する。初代接種マウスの脳乳剤をさらに同マウスに脳内接種しても、潜伏期は短縮されない。(図1)。
3. ウェスタンブロット解析において、異種間PMCA由来PrP^Sc(R22) を接種したマウスの脳内に蓄積するPrP^Sc(R22/tga)は、シードに用いたSc237を接種したマウスに蓄積するPrP^Sc(Sc237/tga)やマウススクレイピー株とは異なるバンドパターンを示す(図2)。それらのバンドパターンは第2世代マウスでもそれぞれ維持されている。
4. 脳における空胞変性プロファイルは、Sc237接種マウスと異種間PMCA由来PrP^Sc接種マウス間で異なる(図3)。
5. Sc237接種マウスおよび異種間PMCA由来PrP^Sc接種マウスの脳に蓄積したPrP^Scは異なるプロテアーゼ抵抗性を示す。

成果の活用面・留意点

1. 異種間PMCAによって生成されたPrP^Scは、生体内伝達によるPrP^Scとは同等でなく、宿主に対する病原性やPrP^Sc分子の生化学的性状が異なる新規のプリオン株であることが示された。
2. 異種間PMCAは、PrP^Scの多様性を解明する研究ツールに応用可能である。

• 研究内容: http://www.naro.affrc.go.jp/project/results/laboratory/niah/2011/170b2_10_14.html
• カテゴリ: 抵抗性