ニュース

Jun 06, 2023

Aβ1

psichiatria molecolare

分子精神医学 (2023)この記事を引用

653 アクセス

10 オルトメトリック

メトリクスの詳細

高齢者の認知症の主な原因であるアルツハイマー病 (AD) は、アミロイド β (Aβ) とタウの病理を特徴とする二重タンパク質症です。 効果的な治療法を見つけるために過去数十年間に多大な努力が費やされてきたにもかかわらず、病気の経過に沿った後期の薬理学的介入、患者登録における不正確な臨床方法論、および薬効を評価するための不十分なバイオマーカーにより、有効な治療法は開発できていない。治療戦略。 これまでのアプローチは、Aβ またはタウタンパク質を標的とすることだけに焦点を当てた薬剤または抗体の開発でした。 この論文は、A2V 変異 Aβ の N 末端配列の最初の 6 アミノ酸に限定された全 D 異性体合成ペプチド、Aβ1-6A2V(D) の潜在的な治療能力を調査しています。その開発の背景となった臨床例。 我々はまず、Aβ1-6A2V(D) がタウタンパク質の凝集と安定性を妨げる能力を文書化する詳細な生化学的特性評価を実施しました。 遺伝的に素因のある、または後天性アルツハイマー病リスクの高いマウスの神経学的機能低下に対する Aβ1-6A2V(D) の in vivo 効果に取り組むために、ヒト PS1(M146 V)、APP(SW)、および MAPT(P301L) を保有する三重トランスジェニック動物でその効果をテストしました。 ) AD の危険因子として認識されている実験的外傷性脳損傷 (TBI) に曝露された導入遺伝子と高齢の野生型マウス。 われわれは、TBI マウスにおける Aβ1-6A2V(D) 治療が神経学的転帰を改善し、軸索損傷の血液マーカーを減少させることを発見しました。 アミロイド生成タンパク質の毒性のバイオセンサーとして線虫モデルを利用して、我々は、TBI 対照と比較して、Aβ1-6A2V(D) で処理した外傷性脳損傷マウスからの脳ホモジネートに曝露された線虫の運動障害の回復を観察しました。 この統合アプローチにより、我々は、Aβ1-6A2V(D) がタウの凝集を妨げるだけでなく、組織プロテアーゼによる分解を促進することを実証し、このペプチドが Aβ とタウの両方の凝集傾向とタンパク質毒性を妨げることを確認しました。

アルツハイマー病 (AD) は、アミロイド β (Aβ) とタウの病理を特徴とする二重タンパク症であり、高齢者に最も一般的な認知症です [1、2]。 効果的な治療法を見つけるために過去数十年にわたって多大な努力がなされてきたにもかかわらず、この病気と戦うために利用できる武器はまだほとんどありません。 最近、Aβ 可溶性プロトフィブリルに高い親和性で結合するヒト化モノクローナル抗体であるレカネマブが、軽度認知障害または軽度認知症を伴う AD 患者の治療薬として米国食品医薬品局によって承認されました [3]。 アデュカヌマブ [4] の承認以来、これはこの疾患に対して承認された 2 番目の抗体です。 このクラスの薬剤の使用に伴う利点はまだ確立されていません。 これらは非常に高価であり、患者を継続的に監視する必要があるため、医療システムのリソースがかなり消費されることになります。 さらに、これらの抗体、特にアデュカヌマブが小規模な脳出血や、脳浮腫や神経障害に関連するアミロイド関連の画像異常を誘発する能力については、依然として大きな議論が行われています[5]。 したがって、AD が依然として不治の病であることは明らかです [6]。 アルツハイマー病に対する400件以上の薬理学的試験が一貫して失敗に終わっている理由は不明であり、解明するのは確かに簡単ではありません。 疾患の経過に沿った後期の治療介入、患者登録における不正確な臨床方法論、薬効を評価するための不適切なバイオマーカーなど、さまざまな要因が失敗の原因となっている可能性がある[6、7、8、9、10、11]。

ADの治療でこれまでに使用されているアプローチの主な限界の1つは、ADの発症と進行にも積極的に関与しているタウを標的とせず、Aβのみを標的とする推定修飾薬の設計であることである[1、2]。 病状ではタウ種が細胞から細胞へ移動し、神経変性病理を広めることは以前から知られていましたが、このタンパク質が創薬可能な標的とみなされたのはつい最近のことです[12、13]。 過去 15 年間に、病的なタウ型をターゲットとしたさまざまな治療法、主にタウ凝集阻害剤と抗タウモノクローナル抗体が開発され、テストされてきました [10]。 AD 動物モデルで in vitro および in vivo で試験した場合、一部は有効でした [13]。 しかし、Aβ を標的とする化合物に対しては、臨床効果は示されませんでした。 単一タンパク質を標的にすることは、アルツハイマー病のような複雑な疾患と戦うための勝利戦略ではありません。 Aβ とタウの両方に作用できる多標的療法の開発は、革新的な薬理学的アプローチとなる可能性があります。

我々は最近、AβのN末端ドメインにおけるA2V置換の存在自体が、タンパク質の集合進行の速度と凝集動態に影響を与えることによりアミロイド生成において保護的な役割を果たしているという臨床的発見に基づいた、新しいAD生物由来の戦略を提案した。 [14,15,16]。 これらの基礎に基づいて、我々は、A2V変異AβのN末端配列の最初の6アミノ酸に限定された全D異性体合成ペプチド、Aβ1-6A2V(D)の設計を提案した[17]。 この短いペプチドは、完全長の野生型 Aβ と相互作用し、オリゴマー生成、原線維形成、アミロイド蓄積を妨げます [18、19]。 また、動物モデルにおける Aβ 依存性の神経毒性とシナプス機能不全を妨げ、Aβ によって誘発される in vitro および in vivo のシナプトパシーを逆転させます [16、20、21、22]。 さらに、私たちのグループと他の独立した科学者によって実行された分子動力学シミュレーションは、Aβ1-6A2V(D) ペプチドの抗アミロイド生成活性がその構造の柔軟性に関連しており、これが Aβ との異型相互作用を促進し、その集合を妨げることを示しました [15] 、23、24]。

我々は、A2V置換によって発揮されるADに対する自然な保護作用はAβとの相互作用に限定されず、タウに対する効果も関与している可能性があると仮説を立てた。 したがって、生体由来の Aβ1-6A2V(D) ペプチドの AD に対する in vivo での有効性は、タウ標的化に関連する追加の非 Aβ 効果によるものである可能性があります。

私たちの作業仮説を検証するために、この研究ではまず、組換えタウの凝集と安定性に対するヘキサペプチドの能力を評価しました。 タウ毒性に対する Aβ1-6A2V(D) の影響を調査するために、本発明者らはバイオセンサーとして Caenorhabditis elegans を利用した [25、26、27]。 この線虫は、外から投与された場合でも、神経筋障害を引き起こす有毒なタウ集合体、特にオリゴマー集合体を特異的に検出することができます。 タウオパチーのよく特徴付けられた動物モデルである P301L トランスジェニックマウスの脳ホモジネートを C. elegans に投与することにより、オリゴマー組換えタウで観察される神経細胞欠損を実証しました [27]。 この十分に検証されたアプローチは、潜在的な薬理学的薬剤をスクリーニングするための有用なツールを提供します [27]。 AD およびタウの病理が関与するその他の認知症に対する Aβ1-6A2V(D) 治療の関連性をテストするために、確立された外傷性脳損傷 (TBI) 前臨床モデルを使用しました [28、29]。 ヒトでは、外傷性脳損傷は、AD と同様のアイソフォームプロファイルとリン酸化状態をもつタウ病理を引き起こします [30]。 我々は以前、アルツハイマー病や他のタウオパチーと同様に、プリオン様の特性を持つ異常な形のタウが外傷性脳損傷で生成され、晩期の神経変性や認知機能低下に寄与することを示した[28]。 我々はまた、外傷性脳損傷マウスの脳ホモジネートに線虫を曝露すると、神経筋損傷とシナプス後神経伝達の障害を伴う進行性の運動機能不全を誘発することも示した[26]。 重要なことに、抗タウ抗体の投与により運動障害が回復した[26]。 これは、ミスフォールド/凝集したTBI生成タウの毒性における因果的役割を示しており、後天性ADにおける新規治療薬としてのAβ1-6A2V(D)の評価における線虫および我々のTBIマウスモデルを裏付けるものである。

ADを含む多くの神経変性疾患のリスク増加は、外傷性脳損傷への曝露後に長い間認識されており、地域社会の推定認知症の5～10％は外傷性脳損傷に関連していると考えられている[31、32、33]。 そのため、外傷性脳損傷は神経変性疾患の主要な危険因子です。 重要なことは、外傷性脳損傷後の神経変性は、認知症の病状の時間経過と要因を一定の時点から研究するまたとない機会であるということです。 我々のアプローチは、アルツハイマー病だけでなく、外傷性脳損傷誘発性神経変性や関連する認知症などの他のタウオパチーに対する Aβ1-6A2V(D) の治療特性に関する情報を提供すると信じています。

Aβ1-6A2V(D) (DVEFRH)、TAT48-56(D) (GRKKRRQRRR)、および Aβ1-6A2V(D)-TAT (DVEFRH-GGGG-GRKKRRQRRR) は、自動 Alstra 合成機での固相ペプチド合成によって合成されました ( Biotage、ウプサラ、スウェーデン）を、Fmoc 保護 D-アミノ酸（Sigma Aldrich、ラウフェルフィンゲン、スイス）を使用して、NOVASYN-TGA 樹脂（Novabiochem、ダルムシュタット、ドイツ）を使用して 0.1 mM スケールで使用しました。 アミノ酸は、O-(ベンゾトリアゾール-1-イル)-N,N,N',N'-テトラメチルウロニウム テトラフルオロボレートおよびN,N-ジイソプロピルエチルアミンとの反応によって活性化されました。 各アミノ酸の最後のカップリングサイクルの後に、無水酢酸によるキャッピングステップが含まれました。 トリフルオロ酢酸/チオアニソール/水/フェノール/エタンジチオール(82.5:5:5:5:2.5 vol/vol)を用いてペプチドを樹脂から切断し、沈殿させ、ジエチルエーテルで洗浄した。 ペプチドは、半分取 C18 カラム (Waters Corporation、マサチューセッツ州ミルフォード) を使用した逆相高速液体クロマトグラフィーによって精製し、その同一性を MALDI-TOF 分光計 (Applied Biosystems、コンコード、オンタリオ、カナダ) で確認しました。 。 次にサンプルを凍結乾燥し、使用するまで -20 °C で保管しました。 ペプチド純度は 95% 以上でした。

P301L 変異を持つ 0N4R ヒトタウ (P301L) を発現する雄の JNPL3 マウスを Taconic Biosciences (ニューヨーク、米国) から入手しました (Tau Model 2508)。 対照は、Ｐ３０１Ｌマウスと同じ混合Ｃ５７ＢＬ／６、ＤＢＡ／２、ＳＷ遺伝的背景を有する非トランスジェニック（非ｔｇ）雄マウスであった。 3xTg-AD と呼ばれる、ヒト PS1(M146 V)、APP(SW)、および MAPT(P301L) 導入遺伝子を保有するトリプル トランスジェニック マウスは、Oddo 博士のご厚意により提供されました [34]。 野生型（WT）と呼ばれる雄および雌のC57BL/6 JマウスをEnvigo（イタリア）から購入した。

マウスは、21 ± 1 °C の一定温度、湿度 60 ± 5%、12 時間の明暗サイクル、および餌と水を自由に摂取できる特定の病原体を含まない動物室で飼育されました。

動物に関する手順とそのケアは、マリオ・ネグリ農場研究所の施設ガイドラインに従って、国家規則（D.lgs 26/2014; Authorization n. 19/2008-A、2008 年 3 月 6 日に発行、by保健省); 動物実験を行う者に内部承認を与えるマリオ・ネグリの組織規則および方針 (品質管理システム証明書 – UNI EN ISO 9001:2015 – Reg. No. 6121)。 NIH 実験動物の管理と使用に関するガイド (2011 年版)、および EU の指令とガイドライン (EEC Council Directive 2010/63/UE)。 動物施設は国際基準を満たしており、健康監視、動物福祉の監督、実験プロトコル、手順のレビューを担当する認定獣医師によって定期的に検査されています。

すべての動物実験は、ARRIVE ガイドライン [35] に従って設計されており、マウス TBI モデルを使用した以前の研究と同様に、生物統計を使用してマウスの数を最適化しながら、改良、削減、および置換に重点を置き、マウスの数を最小限に抑えました。 36、37]。 したがって、統計的妥当性を確保するために、行動試験には 8 ～ 10 匹のマウスを、バイオマーカーおよび生化学分析には 6 ～ 10 匹のマウスを使用しました。

簡単に説明すると、制御された皮質衝撃は、生後 2 か月の 3xTg-AD マウスまたは老齢 (生後 24 か月) の WT マウスの左頭頂側頭葉に誘発されました。 マウスを、Ｎ ２ Ｏ／Ｏ ２ （７０％／３０％）混合物中のイソフルラン吸入（導入３％、維持１．５％）によって麻酔し、定位固定フレーム内に配置した。 次いで、以前に記載されているように、マウスに頭蓋切除術を施し、続いて制御された皮質衝撃脳損傷を誘発した。 簡単に説明すると、垂直面から 20°の角度でしっかりと取り付けられ、露出した部位に適用された電磁制御衝撃装置 (Impact OneTM、ライカ、バッファローグローブ、イリノイ州、米国) によって駆動される 3 mm の剛性インパクターを使用して損傷を誘発しました。左頭頂側頭葉上のブレグマとラムダの間の硬膜（前後方向：-2.5 mm、側方：-2.5 mm）、インパクター速度 5 m/s、変形深さ 2 mm で、重篤なレベルの負傷[38]。 次いで、開頭術を頭蓋形成術で覆い、頭皮を縫合した。 偽の年齢を一致させたマウスには、脳損傷なしに同一の麻酔と手術が施された。 ナイーブマウス（生後 2 か月）にはいかなる実験手順も行われませんでした。

[39]に記載されているように、Aβ1-6A2V(D)を3xTg-ADおよび24月齢のWT TBIマウスに反復鼻腔内投与により投与した。 簡単に言うと、手術と治療の前にマウスを 2 週間順応させました。 Aβ1-6A2V(D) を、外傷性脳損傷後 10 分から開始し、48 時間ごとに 50 mg/kg 体重 (bw) (約 5 μL/鼻孔/マウス、合計 10 μL/各治療セッション/マウス) でマウスに投与しました。 20 µL ピペットとゲルローディング ピペット チップを使用して、損傷後 6 日間まで。 各治療セッションでは、最初の 5 μL 投与後 30 秒間マウスを所定の位置に保持し、その後残りの治療/ビヒクルを投与する前に 30 秒間ケージ内で自由に動けるようにしておきました [39]。 各鼻腔内投与の前に体重を評価した。 神経機能は縦断的にモニタリングされ、補足情報（「行動試験」および「血漿神経フィラメント光」のセクション）に詳述されているように、屠殺時に神経フィラメント光（NfL）の血漿レベルが評価されました。 手術から 7 日後、マウスを屠殺し、脳を摘出し、同側の皮質領域を切除し、ドライアイス上で直ちに凍結し、生化学および C. エレガンスの研究に使用するまで -80 °C で保存しました。 手術後 4 時間、24 時間、48 時間、および 72 時間の時点で、マウスのサブセット (n = 3) を屠殺し、脳を取り出し、液体窒素中で直ちに凍結し、マトリックスが固着するまで -80 °C で保存しました。レーザー脱離イオン化支援 (MALDI) イメージング分析。 研究者らは結果の評価中、治療の割り当てについて知らされていなかった。

ブリストル N2 線虫は、Caenorhabditis elegans Genetic Center (CGC、ミネソタ大学、ミネアポリス、ミネソタ州、米国) から入手し、食品用の大腸菌 OP50 (CGC) を播種した固体線虫増殖培地 (NGM) 上で 20 °C で繁殖させました。 我々は、年齢を同調させた動物を調製するために漂白技術を使用した[40]。 次に、最初の幼虫段階の C. elegans を新鮮な NGM プレートに移し、20 °C で増殖させました。 L3～L4 幼虫段階で、線虫を M9 緩衝液で収集し、遠心分離し、10 mM PBS (pH 7.4) で 2 回洗浄して細菌を除去しました。 線虫を、大腸菌の非存在下で、非 tg マウスおよび P301L マウスの脳ホモジネート (タンパク質 30 μg/線虫 100 匹/100 μL 10 mM PBS、pH 7.4) とともに、軌道振とうしながら室温で 2 時間インキュベートしました。 50 μM Aβ1-6A2V(D)、50 μM TAT、または 0.1 ～ 200 μM Aβ1-6A2V-TAT(D) の有無。 対照線虫は、10 mM PBS、pH 7.4 (媒体)、50 μM Aβ1-6A2V (D)、50 μM Aβ1-6A2V-TAT(D) または 50 μM TAT (線虫 100 匹/100 μL) で処理しました。 損傷後 12 か月の若い WT TBI マウスまたは年齢を一致させた偽マウスからの挫傷周囲組織ホモジネートを、50 μM Aβ1-6A2V-TAT(D) の非存在下または存在下で線虫に投与しました (タンパク質 30 μg/線虫 100 匹/100 μL)。 。 3xTg-AD TBI マウスの挫傷周囲組織のホモジネート、および高齢の WT TBI の挫傷周囲組織のホモジネート。以前に鼻腔内 50 mg/kg bw Aβ1-6A2V(D) で治療したか否かにかかわらず、損傷後 7 日目に屠殺したもの（両方の損傷が完了するまでの時間） 3xTg-AD および老齢 TBI マウスは認知障害を示した) を線虫に投与しました (30 μg タンパク質/100 匹の線虫/100 μL 10 mM PBS、pH 7.4)。 ナイーブマウスまたは偽マウスからのホモジネートを、それぞれ 3xTg-AD マウスおよび老齢 WT TBI マウスの対照として線虫に投与しました (((30 μg タンパク質/100 匹の線虫/100 μL 10 mM PBS、pH 7.4)。追加の陰性対照として、10 mM PBS、pH 7.4 (100 μL の線虫/100 μL) を線虫に投与し、OP50 大腸菌を播種した NGM プレートに線虫を播種し、20 °C で増殖させ、大腸菌を播種した新しい NGM プレートに毎日移して、線虫の運動活動は、盲検条件下で治療の 7 日後に記録され、体の曲がり/分として表されました [26]。

C. elegans の実験は、1 グループあたり 100 匹の線虫を使用して行われ、http://www.wormbook.org に記載されている方法に基づいて少なくとも 3 回繰り返されました。 C.エレガンスの実験にはランダム化は必要ありませんでした。 有効性研究のために、マウスはランダム化リスト (www.randomizer.org) を使用して異なる実験グループに割り当てられました。 すべての評価は、治療グループとサンプルの同一性を考慮せずに行われました。 データは、GraphPad Prism 9.0 ソフトウェア (カリフォルニア州、米国) を使用して、Student の t 検定、一元配置または二元配置 ANOVA、および Bonferroni または Tukey の事後検定によって分析されました。 IC50 値は、同じソフトウェアを使用して決定されました。 p 値 < 0.05 は有意とみなされます。 データは、縦断的評価 (SNAP テスト) の場合の反復測定について二元配置 ANOVA によって分析され、続いて Sidak 事後テストが行​​われました。

Aβ1-6A2V(D) ペプチドの多標的可能性を探るため、タウの凝集と毒性に対抗する能力を評価することを目的とした一連の研究を実施しました。 我々は、ヒトタウに通常存在する翻訳後修飾を欠く、大腸菌で産生された組換えタウを利用しました。 タウ凝集の動態は、チオフラビン T (ThT) 蛍光アッセイを使用し、共凝集剤としてヘパリンを使用してモニタリングされました [41、42]。 P301L 変異型の 10 μM 組換えタウ (タウ P301L) を、ヘパリンの存在下、タウ対ペプチドの異なるモル比 (1:4、1:8、および 1:16) で 37 °C でインキュベートしました。 このペプチドは、タウ:Aβ1-6A2V(D) のモル比が 1:8 の場合からタウ P301L の凝集傾向を大幅に減少させ、ThT 分析によって決定されたように、モル比 1:16 で凝集のほぼ完全な阻害が観察されました (図1A）。 次に、追加の研究に最適なモル比としてタウ対ペプチドの 1:8 が選択されました。 ThT 分析により、16 μM Aβ1-6A2V(D) が 2 μM タウ P301L だけでなくタウ野生型 (WT) の凝集傾向も有意に低下することが示されました (図 1B、C)。 これらの結果を確認するために、両方の組換えタウアイソフォームを、上記と同じ実験条件下でペプチドとインキュベートする前（T0）および24時間後（T24）に原子間力顕微鏡分析に供しました（図1D、E）。 これらのデータは、ミスフォールドが起こりやすいことが知られている変異型 P301L 型でも、このペプチドがタウの凝集を阻害することを裏付けています。

A 10 µM P301L タウの凝集傾向は、ヘパリン (タウ/ヘパリン比 4:1 (w/w)) および 5 mM ジチオスレイトール ( DTT）。 ThT蛍光は、Aβ1-6A2V(D)の非存在下(タウP301L)および存在下、タウ対ペプチドのモル比1:8または1:16で37℃でインキュベート中に測定しました。 各値は 3 つの異なる実験 (N = 3) からの平均 ± SE を表し、任意の単位 (au) で表されます。 2 μM (B) タウ P301L および (C) タウ WT の凝集傾向は、16 μM Aβ1-6A2V(D) または同量のいずれかの存在下、37 °C でのインキュベーション中の蛍光強度を測定することにより、ThT アッセイによって評価されました。 PB、pH 7.4 (ビヒクル)。 各値は、3 つの異なる実験 (N = 4) からの平均 ± SE を表し、任意の単位 (au) で表されます。 D、E 代表的な原子間力顕微鏡画像は、B および C で説明したのと同じ実験条件下で、インキュベーションの開始直前 (T0) およびペプチドとのインキュベーションの 24 時間後 (T24) にタウサンプルで取得されました。画像はタッピングで取得されました。モードであり、振幅データとして表示されます。 スケールバー = 1 µm、カラースケール: 0 ～ 150 mV。

インビボでタウ毒性に対抗するペプチドの能力を調査するために、我々は、タウの毒性形態を特異的に認識できるバイオセンサーとして線虫の使用を利用した。 P301L トランスジェニックマウスからの脳ホモジネートは、ミスフォールドされた有毒タウの供給源として使用され [26]、単独で、または漸増濃度の Aβ1-6A2V(D) または Aβ1-6A2V-TAT(D) の存在下で線虫に投与されました。 この後者のペプチドは、TAT 配列の存在下でのみ Aβ1-6A2V(D) が線虫の膜を通過でき、Aβ 毒性に対する保護効果が可能であることを以前に実証したので使用されました [18]。 図2A〜Cに示すように、Aβ1-6A2V-TAT(D)はP301L脳ホモジネートによって引き起こされる毒性から線虫を保護しましたが、Aβ1-6A2V(D)は保護しませんでした。 効果は用量依存性であり、IC50 値は 25.60 μM でした。 ペプチド単独では、濃度 50 μM では C. elegans に毒性作用を引き起こしませんでした (図 2C)。 また、外傷性脳損傷から 12 か月後に WT マウスで生成された異常型タウの毒性に対抗する Aβ1-6A2V-TAT(D) の能力もテストしました。 以前に示したように、WT TBI マウスの脳ホモジネートは、偽の脳ホモジネートとは異なり、C. elegans に毒性効果を引き起こしましたが、これは 50 μM Aβ1-6A2V-TAT(D) によって完全に回復しました (図 2D)。

A P301L マウスの脳を 10 mM PBS、pH 7.4 でホモジナイズし、単独または Aβ1-6A2V-TAT(D) の存在下で線虫に与えました。 B 線虫に、Aβ1-6A2V-TAT(D) (0-200 μM) の非存在下または存在下で脳ホモジネート (タンパク質 30 μg/線虫 100 匹/100 μL) を投与しました。 対照線虫を 10 mM PBS、pH 7.4 (100 μL あたり 100 匹の線虫) で処理しました (点線)。 線虫の運動活性を、治療後 7 日目に評価しました。 データは 3 回の独立した実験の平均値 ± SEM です (N = 30)。 C 非トランスジェニック (Non-tg) マウスおよび P301L マウスの脳ホモジネートを線虫に投与しました (30 μg タンパク質/100 匹の線虫/100 μL)。 P301L からの脳ホモジネートも、50 μM Aβ1-6A2V(D)、50 μM Aβ1-6A2V-TAT(D)、または 50 μM TAT ペプチド単独の存在下で投与しました。 対照線虫は、10 mM PBS、pH 7.4 (媒体)、50 μM Aβ1-6A2V (D)、50 μM Aβ1-6A2V-TAT(D)、または 50 μM TAT 単独で処理しました (線虫 100 匹/100 μL)。 線虫の運動活性を、治療後 7 日目に評価しました。 °°°°p < 0.0001 および ****p < 0.0001 対車両、一元配置分散分析、およびボンフェローニの事後検定。 相互作用 P301L/Aβ1-6A2V-TAT(D) = 0.001、二元配置分散分析、およびボンフェローニの事後検定。 D 損傷後 12 か月 (TBI) の WT シャムマウスおよび TBI マウスの挫傷周囲組織を 10 mM PBS、pH 7.4 でホモジナイズし、50 μM の非存在下または存在下で線虫に投与しました (タンパク質 30 μg/線虫 100 匹/100 μL)。 Aβ1-6A2V-TAT(D)。 対照線虫を 10 mM PBS、pH 7.4 (線虫 100 匹/100 μL) (媒体) で処理しました。 線虫の運動活性を、治療後 7 日目に評価しました。 データは 3 回の独立した実験の平均値 ± SEM です (N = 30)。 ****p < 0.0001 vs Vehicle-Aβ1-6A2V-TAT(D)、§§§§p < 0.0001 vs Sham-Aβ1-6A2V-TAT(D)、°p < 0.05、一元配置分散分析および Bonferroni の投稿ホックテスト。 相互作用 TBI/Aβ1-6A2V-TAT(D) = 0.05、二元配置分散分析、およびボンフェローニの事後検定。 E-G ライセートは、P301L マウスの脳ホモジネートから調製されました。 E、F P301L 脳ライセート (30 μg タンパク質/100 μL) を 50 μM Aβ1-6A2V-TAT(D) (P301L + Aβ1-6A2V-TAT(D)) または 10 mM PBS とともに 25 °C で 2 時間インキュベートしました。 、pH 7.4 (P301L)。 E タウの総レベルと DAKO バンド免疫反応性/アクチン バンドの平均体積として表されるタウ定量を示す代表的なウェスタンブロッティング。 データは平均値 ± SD (N = 3) です。 *p < 0.05、スチューデントの t 検定。 F 抗タウ DAKO 抗体または抗アクチン抗体でプローブされた可溶性 (S) 画分および不溶性 (I) 画分の界面活性剤不溶性アッセイを示す代表的なウェスタンブロット。 G タンパク質分解に対する Aβ1-6A2V-TAT(D) の効果。 P301L 脳ホモジネート (タンパク質 30 μg/100 μL) を、2.5 の存在下または非存在下で、50 μM Aβ1-6A2V-TAT(D) または等量の 10 mM PBS (pH 7.4) とともに 37 °C で 30 分間インキュベートしました。 μg/mL プロテイナーゼ K (PK)。 次に反応を停止し、サンプルをウェスタンブロットによって分析しました。 抗タウ DAKO 抗体または抗アクチン抗体でプローブされたタウのタンパク質分解を示す代表的なウェスタンブロッティング。

次に、この保護効果の根底にあるメカニズムを解明するために生化学分析が行われました。 P301L 脳ホモジネートを Aβ1-6A2V-TAT(D) または Aβ1-6A2V(D) とインキュベートすると、TAT 単独ではなく、タウタンパク質レベルが大幅に低下しました (図 2E および補足図 1)。不溶性タウ（図２Ｆおよ​​び補足図２）。 注目すべきことに、ペプチドはプロテアーゼによる分解に対するタウの感受性を増加させ、これはプロテイナーゼKの存在下で特に明らかでした（図2Gおよび補足図3）。

外傷性脳損傷は、AD 傾向のあるマウス、特に 3xTg-AD マウスのタウ沈着を促進します。 したがって、我々は、若いTBIマウスを使用し、ADのマウスモデルですでに効果的であることが証明されている治療スケジュールを適用して、この株におけるAβ1-6A2V(D)の保護効果を評価することを選択した[16]。 APPSwe/PS1dE9 マウス [16] で観察されたように、鼻腔内投与後にペプチドが TBI マウスの脳に効率的に分布したかどうかを評価するために、MALDI-TOF 画像研究を実施しました。 ビヒクルを投与された動物(TBI後4時間)を対照として使用した。 図 3 に示すように、損傷後 4 時間および 24 時間では、ペプチドは大脳皮質、海馬、尾状被殻、および小脳に存在していました。 注目すべきことに、同側半球と対側半球で高いAβ1-6A2V（D）レベルが検出され、これは低レベルではあるものの投与後48時間まで持続し、投与後72時間では検出できなくなりました（図3および補足図）。 4-5)。 これらの観察とすでに発表されているデータ[16]に基づいて、我々は、48時間ごとのマウスへのAβ1-6A2V(D)の鼻腔内投与からなる治療スケジュールを選択した。 したがって、3xTg-AD マウスを外傷性脳損傷に曝露し、損傷の 10 分後から開始して外傷性脳損傷後 7 日間まで 48 時間ごとに 50 mg/kg 体重の Aβ1-6A2V(D) または生理食塩水で治療しました (図 4A)。 外傷性脳損傷は、受傷後 7 日目に Y 字迷路内で明らかな空間記憶障害を引き起こしましたが、迷路の新しいアームで過ごす時間の増加が示すように、Aβ1-6A2V(D) 投与により記憶障害が大幅に軽減されました。 (図4B)。

A マウスを外傷性脳損傷にさらし、ランダムに 2 つのグループに分け、損傷の 10 分後に単回用量の Aβ1-6A2V(D) (50 mg/kg 体重) または生理食塩水 (媒体) で鼻腔内治療しました。 MALDI 画像解析は、投与後 4 時間、24 時間、48 時間、および 72 時間後に実施されました。 B MALDI-TOF によって評価され、ヒートマップとして画像化された Aβ1-6A2V(D) 生体内分布の代表的な画像 (赤色 > Aβ1-6A2V(D) 濃度 > 深紫)。

実験計画、Aβ1-6A2V(D) 治療パラダイム、および認知テストの概略図。 3xTg-AD TBI マウスに、損傷の 10 分後に Aβ1-6A2V(D) (50 mg/kg 体重) または生理食塩水 (溶媒) を鼻腔内投与し、その後は 48 時間ごとに投与しました。 (B) Aβ1-6A2V(D) またはビヒクルで治療した外傷性脳損傷マウスの認知機能を、2 試行 Y 迷路試験によって 7 日目に評価しました。 データは平均値 ± SEM *p < 0.5 (n = 7)、対応のあるスチューデントの t 検定です。 C 線虫には、Aβ1-6A2V(D) (TBI Aβ1-6A2V(D)) またはビヒクル (TBI ビヒクル) (タンパク質 30 μg/線虫 100 匹/100 μL) で処理したナイーブまたは 3xTg-AD TBI マウスの脳ホモジネートを投与しました。 D 線虫の運動活性を、治療の 7 日後に評価しました。 データは 3 回の独立した実験の平均値 ± SEM です (n = 20)。 ****p < 0.0001、一元配置分散分析、およびボンフェローニの事後検定。 E ビヒクル (TBI ビヒクル) または Aβ1-6A2V(D) (TBI Aβ1-6A2V(D)) で処理した 3xTg-AD TBI マウスからの脳溶解物における Aβ の代表的なウェスタンブロット。 等量のタンパク質を各ゲルレーンにロードし、抗 Aβ (6E10) または抗アクチン抗体で免疫ブロットしました。 F Aβ の定量は、6E10 バンド免疫反応性/アクチン バンドの平均体積として表されました。 データは平均値 ± SD (n = 3) です。 **p < 0.01、一元配置分散分析、およびボンフェローニの事後検定。

我々は以前、外傷性脳損傷マウスに蓄積する異常なタウが線虫の運動機能を損なう原因であることを発見した[26]。 我々はここで、3xTg-AD TBI マウスにおける Aβ1-6A2V(D) 治療がタウおよび Aβ 負荷を軽減し、それによってホモジネートの毒性を軽減できるかどうかを調べました。 線虫を、ナイーブマウス、および外傷性脳損傷ビヒクルまたは Aβ1-6A2V(D) で処理したマウスからの脳ホモジネートとともにインキュベートしました。 体の曲がりの頻度を7日後に記録した。 ナイーブなホモジネートと比較して、TBI ビヒクルは C. elegans に対して毒性があり (p < 0.001、図 4D)、Aβ1-6A2V(D) 処理によりこの毒性は完全に消失しました (TBI ビヒクルと比較して p < 0.001)。 この保護効果は、ヒトタウ、P-タウレベル、および脳ホモジネート中のP-タウ/タウ比の変化とは関連しておらず、おそらくこのトランスジェニック株における本質的に高レベルのタウP301L発現によって説明される（補足図6）。 。 注目すべきことに、Aβ1-6A2V(D)を投与された3xTg-AD TBIマウスの脳ではAβレベルが有意に減少し(図4E、F)、この実験グループにおけるアミロイド負荷の減少が確認された。 この結果は、IC50値が126nMであり、インビトロで用量依存的にBACEの活性を阻害するペプチドの能力によって部分的に説明される可能性がある（補足図7A）。 ただし、ペプチドで処理したまたは未処理の 3xTg-AD TBI マウスの脳ホモジネート間に BACE 活性の差異がないこと（補足図 7B）は、適用された治療スケジュールが、もはや存在しない in vivo の短期変化を誘発する可能性があることを示唆しています。投与後24時間で観察可能。 Aβ量の減少につながる他のメカニズム（例えば、そのクリアランスに対するペプチドの効果）がアミロイド負荷の減少に寄与する可能性を排除することはできない。

ヒトと同様に、正常に老化したWTマウスは脳内のタウ沈着の増加を示します[43、44、45]。 さらに、メスは、オスのげっ歯類と比較して、頭頂葉 - 海馬ネットワーク全体でタウ病理の増加を示し、これは神経機能障害と正の相関がある[43、44]。 高齢者では、女性は男性と比較して転倒による外傷性脳損傷の発生率が高いため[46]、雌の高齢WTマウスにおけるAβ1-6A2V(D)の効果を調査することは臨床的関連性が高い可能性がある。 さらに、ヒトとは対照的に、正常に老化したWTマウスはAβ斑を発症しないが、これはおそらくげっ歯類とヒトの間のAβ配列の違いによるものである[47、48]。 したがって、高齢の雌のWT TBIマウスでの実験により、Aβ1-6A2V(D)保護がAβ病状の非存在下で維持されるかどうかをテストすることができます(図5A)。 外傷性脳損傷Ａβ１－６Ａ２Ｖ（Ｄ）処置マウスは、損傷後７日までに外傷性脳損傷ビヒクルと比較して感覚運動障害の有意な改善を示した（ｐ＜０．０５、図５Ｂ）。 ７日目までに、偽マウスと比較して、TBIビヒクル処置マウスでは体重が減少したが、TBI Aβ1-6A2V(D)処置マウスでは減少しなかった(図5C)。 同様に、運動活性もTBIビヒクルマウスで減少しました（p <0.05、対偽）が、TBI Aβ1-6A2V（D）処置マウスでは偽との差は検出されませんでした（補足図8）。 外傷性脳損傷マウスは、Y 字迷路での損傷から 7 日後に明らかな記憶障害を示しました。 Aβ1-6A2V(D)治療は、記憶機能を偽マウスと同等のレベルまで改善した(TBI Aβ1-6A2V(D): p < 0.05、偽: p < 0.05、新しい腕と慣れた腕、図5D)。 さらに、Aβ1-6A2V(D)処理は血漿NfLレベルを有意に減少させ(TBIに対してp<0.01)、このペプチドがTBIによって引き起こされる軸索損傷から保護する能力を示している[49]。 図５Ｆのレーダープロットは、Ｚスコアとして表される結果パラメータに対するＡβ１−６Ａ２Ｖ（Ｄ）の全体的な影響を示す。 これらのマウスの脳ホモジネートに対して行われた生化学分析は、Aβ1-6A2V(D)治療がP-タウのレベルおよびP-タウ/タウ比を有意に低下させるが、レベルは低下させないことを示した(図6A、C、D)。総タウの割合（図6B）。 外傷性脳損傷ビヒクルからの脳ホモジネートを C. elegans に投与すると、7 日後に線虫の運動活動が大幅に減少しました。 この毒性効果は、Aβ1-6A2V(D)処置マウスからのホモジネートを投与された線虫では観察されなかった(p<0.001、図6E、F)。

実験計画、Aβ1-6A2V(D) 治療パラダイム、および認知テストの概略図。 高齢（24 か月齢）TBI WT マウスに、損傷の 10 分後に 50 mg/kg 体重 Aβ1-6A2V(D) (TBI Aβ1-6A2V(D)) または生理食塩水 (TBI ビヒクル) を鼻腔内投与し、その後 48 時間ごとに投与しました。その後。 B 外傷性脳損傷ビヒクルおよび外傷性脳損傷 Aβ1-6A2V(D) で治療したマウス (n = 8 ～ 10) の感覚運動機能を、損傷の 2 日および 7 日後に SNAP テストによって評価しました。 データは平均±SEMおよび二元配置RM-ANOVAです。 時間、治療、および相互作用の有意なグループ効果がボックス内に示されています。 C 体重は損傷から 7 日後に評価され、手術前に対するパーセンテージとして表されました。 データは平均値 ± SEM (n = 8 ～ 10)、**p < 0.01、一元配置分散分析、および Tukey の事後検定です。 D 外傷性脳損傷の 7 日後に、認知機能を 2 試行の Y 迷路テストによって評価しました。 データは平均±SEM、*p ≤ 0.5、***p < 0.01、対応のあるスチューデントの t 検定です。 E 血漿 NfL レベルは外傷性脳損傷の 7 日後に定量されました。 点線は、偽の平均±SEMを表します。 データは平均値 ± SEM (N = 8 ～ 10)、*p < 0.5、対応のないスチューデントの t 検定です。 F 感覚運動機能および認知機能、体重、軸索損傷の代理マーカーとしての NfL レベルを含む複数のパラメーターに対する外傷性脳損傷および Aβ1-6A2V(D) 治療の効果をまとめたレーダー チャート (Z スコアとして表示)。 結果は平均値として表されます。

生理食塩水 (TBI 媒体) または 50 mg/kg 体重 Aβ1-6A2V のいずれかで処理した老齢 WT 偽マウスおよび TBI マウスの同側皮質からの溶解物における総タウおよびリン酸化 (P) タウの代表的なウェスタンブロットおよび P-タウ/タウ比(D) (TBI Aβ1-6A2V(D))。 等量のタンパク質を各ゲルレーンにロードし、抗総タウ (DAKO)、抗 P-タウ (198-199-202-205)、または抗アクチン抗体を用いて免疫ブロットしました。 B、C 脳ライセートで評価された総タウおよび P-タウの定量化。 データはアクチンレベルで正規化されており、平均±SD (タウについては N = 6、P.tau については N = 10) です。 **p < 0.01、一元配置分散分析、およびボンフェローニの事後検定。 D P-タウ/タウは、総タウ/アクチンに対するP-タウ/アクチンの免疫反応性シグナルの比として計算されました。 データは平均 ± SD (N = 7) *p < 0.5、一元配置分散分析、およびボンフェローニの事後検定です。 E 線虫には、偽の脳ホモジネート、TBI ビヒクル、または TBI Aβ1-6A2V(D) (タンパク質 30 μg/線虫 100 匹/100 μL) を投与しました。 F 線虫の運動活性を、処理の 7 日後に評価しました。 データは 3 回の独立した実験の平均値 ± SEM です (N = 80)。 ****p < 0.0001、一元配置分散分析、およびボンフェローニの事後検定。

この研究は、以前に in vitro および in vivo モデルで実証されている AD 病態に対する Aβ1-6A2V(D) の作用の防御機構をより深く理解する必要性から生じたものである [16、22]。 Aβ 以外に、AD の発症と進行におけるもう 1 つの関連する重要な役割を担うタウが、ペプチド活性の創薬可能な標的である可能性があるという考えに基づいて、我々は、Aβ1-6A2V(D) の毒性に対する潜在的な保護効果を評価しました。タウタンパク質。

外傷性脳損傷は、AD などの神経変性疾患に対する重要な環境危険因子です [50、51、52、53、54]。 外傷性脳損傷の病歴を持つ患者の死後脳組織は複数のタンパク異常症を示しており、加齢に伴う神経変性疾患でよく見られる[55]。 タウやAβなど、外傷性脳損傷後に蓄積するタンパク質を阻害することで、後年の認知症の発症を予防し、認知機能障害を軽減できるかどうかについては、まだ十分に検討する必要がある。

この研究では、ミスフォールドが起こりやすいことが知られている変異型P301Lであっても、このペプチドがタウのin vitro凝集を阻害することを確認することで、Aβ1-6A2V(D)の多標的可能性を初めて示した。 次に、C.エレガンスをバイオセンサーとして使用して、タウアイソフォームのタンパク質毒性に対するAβ1-6A2V(D)の影響を調査しました[26、27]。 このアプローチは顕著な相乗効果を生み出し、Aβ1-6A2V(D) の活性についてより深い洞察を得ることが可能になりました。 特に、C. elegans モデルは生化学レベルで詳細な情報を提供しましたが、これは脊椎動物では特に短時間で達成することが困難です。

私たちの生化学的研究の最も適切な観察は、Aβ1-6A2V(D) の保護効果は、タウの凝集を妨げるだけでなく、組織プロテアーゼによるその分解を促進するその能力に起因する可能性があるということでした。 この後者の予期せぬ観察は、まだ解明されていないペプチドによって利用される新規な固有機構を明らかにする。

最後に、外傷性脳損傷モデルにおいて、遺伝的または年齢関連のアルツハイマー病素因との関連で、神経学的転帰を改善するための Aβ1-6A2V(D) 急性治療の関連性をテストしました。 ヒトタウタンパク質とヒトAβペプチドを発現するトリプルトランスジェニックマウスでは、制御された皮質衝撃による外傷性脳損傷は、損傷後24時間以内に過剰リン酸化タウの蓄積を引き起こす[34、56、57]。 したがって、我々はまず、外傷性脳損傷に対する Aβ1-6A2V(D) の保護効果を調査するために 3xTg-AD マウスを選択しました。 最近、ペプチドの単回鼻腔内投与が AD マウスの脳に分布することが示されました [16]。 我々の結果は、外傷性脳損傷後、Aβ1-6A2V(D)が打撲部位に近い脳領域に効率的に到達し、投与後24時間でも高レベルのペプチドが依然として検出可能であることを示すことで、これらの発見を裏付け、拡張するものである。

我々は、損傷の10分後にAβ1-6A2V(D)を投与し、48時間ごとに3回繰り返すと、3xTg-AD [58, 59] とTBI [60] の両方の既知の病理学的特徴である記憶障害の発生を防止できることを発見した。ネズミ。 脳ホモジネートの生化学的分析により、BACEの阻害効果を含むその複数のメカニズムの結果として、ペプチドで処置されたマウスにおけるAβの明らかな減少が示された。 アミロイド前駆体タンパク質 (APP) のプロセシングに対する同様の効果が、APP 遺伝子に保護的な A673T 置換を持つ被験者でも主張されています [61]。 これらの発見は、Aβ 配列内の A2X 置換が多標的の有益な効果をもたらす可能性があることを示唆しています。

このペプチドによる外傷性脳損傷 3xTg-AD マウスの治療は、総タウまたは P-タウ レベルに有意な効果をもたらさなかったが、線虫に投与した後の脳ホモジネートの毒性を低減することができ、タンパク質毒性を低減する能力を証明した。タウの形態。 これはさまざまな要因に依存する可能性があり、これらのマウスは同程度のレベルのAPPおよびタウ導入遺伝子を過剰発現しているにもかかわらず、Aβ病理が最初に出現し、次にタウ神経病理の発症に影響を与えるという事実である[34]。

次に、脳内のタウ沈着の増加を示し[62]、2番目の神経変性ヒットとして外傷性脳損傷にさらされた高齢のWTマウス[28]において、Aβ1-6A2V(D)治療が認知障害の軽減にも有効であるかどうかをテストしました。 我々は、ヘキサペプチドが外傷性脳損傷によって引き起こされる感覚運動障害を軽減することを観察しました。 この結果は、Aβ1-6A2V(D)で治療したマウスではなく、ビヒクルで治療したマウスでは体重と運動活動の減少が見られたという所見と一致しており、したがって、Aβ1-6A2Vで治療した高齢外傷性脳損傷マウスの全体的により健康な状態が示唆されている( D)。 3xTg-AD TBI マウスで観察されたものと同様に、急性空間記憶障害は Aβ1-6A2V(D) 投与によって予防されました。 機能的転帰に対するペプチドのプラスの効果と一致して、外傷性脳損傷後の長期転帰と相関することが知られている軸索損傷の検証済みマーカーである NfL の血漿レベル [49] が治療により低下した。 Aβ1-6A2V(D) の効果は、機能的転帰に対しては控えめでしたが、認知転帰、体重減少、軸索損傷を含む複数の転帰パラメーターに存在し、そのトランスレーショナルな価値を強調しています。 さらに、脳ホモジネートの生化学分析では、P-タウレベルおよびP-タウ/タウ比の減少が示されました[43、44、62]。

特に、ヒトとマウスのAPPはAβペプチド配列内の3つのアミノ酸残基で異なるため、高齢のWTマウスではAβレベルを評価することができなかった[63]。 これらの違い、およびマウス BACE1 による APP の切断部位の違い [63] により、高齢マウスが Aβ プラークを自発的に発症する傾向が減少します。

我々は以前、若いWTマウスからの慢性ではあるが急性ではない外傷性脳損傷組織への曝露によって誘発される運動活動の選択的欠陥により、タウの病理がC.エレガンスにとって有毒であることを発見した[26]。 今回、我々は、遺伝的に決定された、または加齢に関連したP-タウ病理の場合、急性外傷性脳損傷の脳組織でさえC.エレガンスにとって有毒であることを示した。 3xTg-AD マウスでは、P-タウの隣にある Aβ のミスフォールディングも観察された毒性に関与している可能性があります。 C. elegans への Aβ 投与は、線虫の運動性に影響を与えることなく、咽頭障害のみを誘発しました [18、20]。 3xTg-AD マウスの外傷性脳損傷組織を与えられた線虫では、咽頭の機能不全は検出されず (データは示さず)、外傷性脳損傷関連毒性におけるタウの主な役割を示しています。 重要なことに、我々のバイオセンサーアプローチは、3xTg-ADおよびWT年齢TBIマウスの両方におけるAβ1-6A2V(D)治療がC.エレガンスにおけるTBI誘発毒性を完全に消失させることを示した。 したがって、データは、外傷性脳損傷後の Aβ およびタウ誘発毒性の両方を軽減する可能性がある Aβ1-6A2V(D) 治療の多標的作用を強調しています。

外傷性脳損傷の管理のための支持療法は過去 20 年間で進歩しましたが、特定の神経保護戦略は不足しており、新しい治療介入が緊急に必要とされています。 全体として、我々のデータは、Aβ1-6A2V(D) が外傷性脳損傷後の機能的転帰を改善し、外傷性脳損傷によって引き起こされるタンパク質異常症の毒性を軽減したことを示しています。 重要なことに、高齢の外傷性脳損傷マウスにおけるその有効性は、高齢者集団におけるその潜在的な応用を強調する可能性があります。 高齢の外傷性脳損傷患者の数が増加しており、年齢は死亡率と外傷性脳損傷後の好ましくない転帰の強力な予測因子であるため、これは重要な発見である可能性がある[64]。 年齢との関係における Aβ1-6A2V(D) の有効性を調査するには、さらなる研究が必要です。

Aβ1-6A2V(D) にはその保護活動を推進する他の標的がまだ存在する可能性があるため、私たちの任務は完了したとは考えられません。 AD および他のタウオパチーの発症および進行に対する Aβ1-6A2V(D) の保護効果の根底にある他のメカニズムの関与の可能性を明らかにするために、追加の研究が進行中です。

最後に、補足図9に示すように、Aβ1-6A2V（D）は、Aβ毒性経路だけでなくタウカスケードとも戦うマルチターゲットペプチドであると言えます。この画期的な観察は、次の世界を開きます。これは、アルツハイマー病の特定の標的のみに対処する現在の薬理学的兵器を改良するチャンスである。

ブルームGS。 アミロイドβとタウ：アルツハイマー病の発症の引き金と弾丸。 JAMAニューロール。 2014;71:505–8。

論文 PubMed Google Scholar

ラティマー CS、ステア JG、ヒンクス JC、カリー HN、バード TD、キーン CD 他 TDP-43 は、双生線 Caenorhabditis elegans におけるタウ蓄積と選択的神経毒性を促進します。 Dis モデルのメカニズム。 2022;15:dmm049323。

記事 CAS Google Scholar

ラーキンHD、レカネマブ、FDAを取得。 早期アルツハイマー病の承認。 ジャム。 2023;329:363。

論文 PubMed Google Scholar

Arndt JW 、Qian F 、Smith BA 、Quan C 、Kitchen KP 、Bush MW など。 凝集型アミロイドβに対するアデュカヌマブの選択性の構造的および速度論的基礎。 科学議員 2018;8:6

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

サロウェイ S、ハルキアス S、バーコフ F、バーケット P、バラコス J、パーセル D、他。 初期アルツハイマー病患者を対象にアデュカヌマブを評価する 2 つの第 3 相研究におけるアミロイド関連の画像異常。 JAMAニューロール。 2022;79:13–21。

論文 PubMed Google Scholar

カターニア M、ジャッコーネ G、サルモーナ M、タリアヴィーニ F、ディ フェデ G。アルツハイマー病が治療可能な新しい世界を夢見ています。 フロント老化神経科学。 2019;11:317–24。

Sharma P、Srivastava P、Seth A、Tripathi PN、Banerjee AG、Shrivastava SK。 アルツハイマー病に関与する病因のメカニズムと潜在的な治療戦略の包括的なレビュー。 プログニューロビオール。 2019;174:53–89。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Mehta D、Jackson R、Paul G、Shi J、Sabbagh M. なぜアルツハイマー病治療薬の治験は失敗し続けるのでしょうか? 2010 年から 2015 年までの製造中止薬の見通し。 専門家は薬物を調査すると意見を述べています。 2017;26:735–9。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Cacabelos R. 過去 5 年間でアルツハイマー病の創薬は改善されましたか? 専門家の意見 薬物発見。 2018;13:523–38。

論文 CAS PubMed Google Scholar

カミングス JL、モーストルフ T、ゾン K. アルツハイマー病治療薬開発パイプライン: 候補は少なく、失敗が多い。 アルツハイマー病治療薬。 2014;6:37。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

ハーディ・J、セルコーDJ。 アルツハイマー病のアミロイド仮説: 治療法への進歩と問題点。 科学。 2002;297:353–6。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Imbimbo BP、Ippati S、Watling M、Balducci C. 原発性および二次性タウオパチーに対するタウ標的療法の批判的評価。 アルツハイマー型認知症。 2022;18:1008–37。

記事 CAS Google Scholar

Jadhav S、Avila J、Schöll M、Kovacs GG、Kövari E、Skrabana R、他。 タウの治療戦略をウォークスルーします。 Acta Neuropathologica Commun。 2019;7:22。

記事 Google Scholar

ディ・フェデ・G、カターニア・M、モルビン・M、ロッシ・G、スアルディ・S、マッツォレーニ・G、他アミロイド生成にドミナントネガティブな影響を与える、APP 遺伝子の劣性変異。 科学。 2009;323:1473–7。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

Cantu' L、Colombo L、Stoilova T、Demé B、Inouye H、Booth R、他 Aβ 凝集を妨げるための新しいツールとしての A2V 変異: 中性子および X 線回折研究。 Sci Rep. 2017;7:5510。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

カターニア M、コロンボ L、ソレンティーノ S、カニョット A、ルケッティ J、バルバガッロ MC 他アルツハイマー病におけるアミロイド生成とシナプス損傷を防ぐための、生物学にヒントを得た新しい戦略。 モル精神科。 2022年。https://doi.org/10.1038/s41380-022-01745-x。

ディ・フェデ G、カターニア M、モルビン M、ジャッコーネ G、モロ ML、ギドーニ R 他良い遺伝子、悪い遺伝子: 新しい APP バリアントは両方である可能性があります。 プログニューロビオール。 2012;99:281–92。

論文 PubMed Google Scholar

Diomede L、Romeo M、Cagnotto A、Rossi A、Beeg M、Stravalaci M、他。 新しいβアミロイド由来ペプチド Aβ1-6A2V-TAT(D) は、Aβ オリゴマーの形成を防止し、トランスジェニック C. エレガンスを Aβ 毒性から保護します。 ニューロビオール Dis. 2016;88:75–84。

論文 CAS PubMed Google Scholar

メッサ M、コロンボ L、デル ファヴェロ E、カントゥ L、ストイロバ T、カニョット A 他アミロイドβ (Aβ) 1-42 分子集合における A2V 変異の特異な役割。 Ｊ Ｂｉｏｌ Ｃｈｅｍ． 2014;289:24143–52。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

ディオメーデ L、ディ フェデ G、ロメオ M、バニャティ R、ギドーニ R、フィオルダリソ F、他 Caenorhabditis elegans における A2V 変異 Aβ の発現は、オリゴマー形成と毒性を引き起こします。 ニューロビオール Dis. 2014;62:521–32。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Cimini S、Sclip A、Mancini S、Colombo L、Messa M、Cagnotto A 他細胞透過性 Aβ1-6A2VTAT(D) ペプチドは、Aβ1-42wt によって誘発されたシナプトパシーを回復します。 ニューロビオール Dis. 2016;89:101–11。

論文 CAS PubMed Google Scholar

ディ・フェデ・G、カターニア・M、マデルナ・E、モルビン・M、モーダ・F、コロンボ・L、他。 アミロイドβのA2V変異体を用いてアルツハイマー病におけるアミロイド生成に取り組む。 科学議員 2016;6:20949。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

Maloney JA、Bainbridge T、Gustafson A、Zhang S、Kyauk R、Sheiner P、他。 アミロイド前駆体タンパク質の A673T 対立遺伝子によるアルツハイマー病防御の分子機構。 Ｊ Ｂｉｏｌ Ｃｈｅｍ． 2014;289:30990–31000。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

ベニロバ I、ガヤルド R、ウングレアヌ AA、カスティージョ カノ V、スネリンクス A、ラメイカーズ M、他。 アルツハイマー病防御変異 A2T は、アミロイド β (Aβ) 凝集の速度論的および熱力学的特性を調節します。 Ｊ Ｂｉｏｌ Ｃｈｅｍ． 2014;289:30977–89。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Natale C、Barzago MM、Diomede L. Caenorhabditis elegans モデルは、タウオパシーにおけるタウ毒性の根底にあるメカニズムを調査します。 脳科学。 2020;10:E838。

記事 Google Scholar

ザニエ ER、バルザーゴ MM、ベグリアンテ G、ロメオ M、レステリ E、ベルターニ I 他 C.エレガンスは、外傷性脳損傷によって生成されたタウの毒性を検出します。 ニューロビオール Dis. 2021;153:105330。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

ナターレ C、バルザーゴ MM、コルナギ L、デ ルイジ A、オルシーニ F、フィオリティ L、他インビボでタウオリゴマーの毒性に対抗する化合物を探索するための細胞虫体を組み合わせたアプローチ。 Int J Mol Sci. 2022;23:11277。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Zanier ER、Bertani I、Sammali E、Pischiutta F、Chiaravalloti MA、Vegliante G、他。 外傷性脳損傷による伝染性タウ病変の誘発。 脳。 2018;141:2685–99。

PubMed PubMed Central Google Scholar

Risling M、Smith D、Stein TD、Thelin EP、Zanier ER、Ankarcrona M、他。 動物モデルにおける外傷性脳損傷のヒト病理学のモデル化。 Jインターン医学博士。 2019;285:594–607。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

シュミット ML、ジュカレバ V、ニューウェル KL、リー VM、トロヤノフスキー JQ。 パジリスティカ認知症におけるタウアイソフォームプロファイルとリン酸化状態はアルツハイマー病を再現しています。 アクタニューロパトール。 2001;101:518–24。

論文 CAS PubMed Google Scholar

アグラワル S、ルールガンズ SE、ジェームス BD、バーンズ LL、メータ RI、ダムズ-オコナー K、他。 地域在住の高齢者における意識喪失の有無にかかわらず外傷性脳損傷と神経病理学的転帰との関連。 JAMAネットオープン。 2022;5:e229311。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

Shily S、Scher AI、Perl DP、Diaz-Arrastia R. 外傷性脳損傷に起因する認知症: その病理は何ですか? アーチニューロール。 2012;69:1245–51。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

Li Y、Li Y、Li X、Zhang S、Zhao J、Zhu X 他認知症およびアルツハイマー病の危険因子としての頭部外傷: 32 の観察研究の系統的レビューとメタ分析。 PLoS ワン。 2017;12:e0169650。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

オッド S、カッカモ A、シェパード JD、マーフィー MP、ゴールド TE、ケイド R、他プラークともつれを伴うアルツハイマー病のトリプルトランスジェニックモデル: 細胞内Aβとシナプス機能不全。 ニューロン。 2003;39:409–21。

論文 CAS PubMed Google Scholar

キルケニー C、ブラウン WJ、カットヒル IC、エマーソン M、アルトマン DG。 生物科学研究報告の改善: 動物研究報告に関する ARRIVE ガイドライン。 J Pharm 薬剤師。 2010;1:94–99。

記事 Google Scholar

モロ F、フォッシ F、マグリオッカ A、パスセンテ R、サマリ E、バルディーニ F、他。 マウスの外傷性脳損傷に対する吸入アルゴンの急性投与の有効性。 Br J アネス。 2021;126:256–64。

論文 CAS PubMed Google Scholar

モロ F、ピスキウッタ F、ポルテ A、ニーダム EJ、ノートン EJ、フェルディナンド JR 他老化は、不適応な免疫反応や外傷性脳損傷後の転帰の悪化と関連しています。 ブレインコミュ。 2022;4:fcac036。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

ブロディ DL、マクドナルド C、ケッセンス CC、ユエデ C、パルサダニアン M、スピナー M 他精密かつ段階的な実験的外傷性脳損傷のための電磁制御皮質衝撃装置。 J 神経外傷。 2007;24:657–73。

論文 PubMed Google Scholar

ハンソン LR、ファイン JM、スヴィタク AL、ファルテセク KA。 覚醒したマウスへのCNS治療薬の鼻腔内投与。 J Vis Exp. 2013年4月。 https://doi.org/10.3791/4440。

Porta-de-la-Riva M、Fontrodona L、Villanueva A、Cerón J. Caenorhabditis elegans の基本的な方法: 同期と観察。 J Vis Exp. 2012;4019–27。

ゲーデルト M、ジェイクス R、スピランティーニ MG、長谷川 M、スミス MJ、クラウザー RA。 硫酸化グリコサミノグリカンによって誘導される、微小管関連タンパク質タウのアルツハイマー様フィラメントへの集合。 自然。 1996;383:550–3。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Zhang W、Falcon B、Murzin AG、Fan J、Crowther RA、Goedert M、他。 ヘパリン誘発タウフィラメントは多型的であり、アルツハイマー病やピック病のタウフィラメントとは異なります。 Eライフ。 2019;8:e43584。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

スティメル AC、徐 Z、モーズリー SC、クッシング SD、フェルナンデス DM、ダン JV、他頭頂葉-海馬脳ネットワークにわたるタウ病理学プロファイルは、3xTg-AD マウスにおける空間再配向学習および記憶パフォーマンスと関連しています。 フロントのエイジング。 2021;2:655015–37。

Javonillo DI、Tran KM、Phan J、Hingco E、Kramár EA、da Cunha C、他。 アルツハイマー病の 3xTg-AD マウスモデルの系統的な表現型解析と特性評価。 フロントニューロシス。 2022;15:785276–92。

ラウ V、ラマー L、トレンブレイ M-È。 遅発性アルツハイマー病の老化、病理学的負担、およびグリア老化の蓄積に関する仮説。 ナットコミューン。 2023;14:1670。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

マース AIR、メノン DK、マンリー GT、エイブラムス M、オーカーランド C、アンデリック N 他外傷性脳損傷：予防、臨床ケア、研究における進歩と課題。 ランセットニューロール。 2022;21:1004–60。

論文 PubMed Google Scholar

北澤M、メデイロスR、ラフェルラFM。 アルツハイマー病のトランスジェニックマウスモデル: 治療介入のためのツールとしてのより良いモデルの開発。 Curr Pharm Des. 2012;18:1131–47。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Dyrks T、Dyrks E、Masters CL、Beyreuther K. げっ歯類およびヒトのベータ A4 配列のアミロイド形成性。 FEBSレター。 1993;324:231–6。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Graham NSN、Zimmerman KA、Moro F、Heslegrave A、Maillard SA、Bernini A、他。 軸索マーカーの神経フィラメント光は、外傷性脳損傷後の長期転帰と進行性の神経変性を予測します。 科学翻訳医学。 2021;13:eabg9922。

ペリー DC、スターム VE、ピーターソン MJ、ピーパー CF、ブロック T、ボーブ BF、他外傷性脳損傷とその後の神経疾患および精神疾患との関連性: メタ分析。 J Neurosurg. 2016;124:511–26。

論文 PubMed Google Scholar

Gardner RC、Burke JF、Nettiksimmons J、Kaup A、Barnes DE、Yaffe K. 外傷性脳損傷後の認知症リスクと非脳外傷後の認知症リスク: 年齢と重症度の役割。 JAMAニューロール。 2014;71:1490–7。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

Nordström P、Michaëlsson K、Gustafson Y、Nordstrom A. 外傷性脳損傷と若年性認知症：全国コホート研究。 アン・ニューロル。 2014;75:374–81。

論文 PubMed Google Scholar

Guo Z、Cupples LA、Kurz A、Auerbach SH、Volicer L、Chui H 他 MIRAGE 研究における頭部損傷と AD のリスク。 神経科。 2000;54:1316–23。

論文 CAS PubMed Google Scholar

モーティマー JA、ヴァン ドゥイン CM、チャンドラ V、フラティリオーニ L、グレイブス AB、ヘイマン A、他アルツハイマー病の危険因子としての頭部外傷: 症例対照研究の共同再分析。 EURODEM リスク要因研究グループ。 Int J Epidemiol 1991;20:S28–35。

論文 PubMed Google Scholar

瓜生 K、Chen XH、Martinez D、Browne KD、Johnson VE、Graham DI 他神経変性疾患に関係する複数のタンパク質は、ヒトの脳外傷後に軸索に蓄積します。 エクスプニューロール。 2007;208:185–92。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

トランHT、ラフェルラFM、ホルツマンDM、ブロディDL。 3xTg-AD マウスにおける制御された皮質衝撃外傷性脳損傷は、急性軸索内アミロイドβ蓄積を引き起こし、タウ異常の発症を独立して加速します。 J Neurosci. 2011;31:9513–25。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Shitaka Y、Tran HT、Bennett RE、Sanchez L、Levy MA、Dikranian K、他。 マウスにおける反復的な閉鎖頭蓋骨外傷性脳損傷は、持続的な多巣性軸索損傷とミクログリア反応性を引き起こします。 J ニューロパトール Exp ニューロール。 2011;70:551–67。

論文 PubMed Google Scholar

ストーバー KR、キャンベル MA、ヴァン ウィンセン CM、ブラウン RE。 アルツハイマー病の 3xTg-AD マウス モデルにおける認知障害の早期検出。 行動脳研究所 2015;289:29–38。

論文 CAS PubMed Google Scholar

スティーブンスLM、ブラウンRE。 生後 2 ～ 15 か月の 3xTg-AD マウスにおける参照記憶と作業記憶の欠損: 横断研究。 行動脳研究所 2015;278:496–505。

記事 Google Scholar

フォックスGB、ファンL、ルバスールRA、フェイデンAI。 マウスにおける制御された皮質衝撃脳損傷後の神経細胞のアポトーシスを伴う持続的な感覚/運動障害および認知障害。 J 神経外傷。 1998;15:599–614。

論文 CAS PubMed Google Scholar

ジョンソン T、アトワル JK、スタインバーグ S、スナイダル J、ジョンソン PV、ビョルンソン S 他 APP の変異は、アルツハイマー病や加齢に伴う認知機能の低下を防ぎます。 自然。 2012;488:96–99。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Torres AK、Jara C、Olesen MA、Tapia-Rojas C。S396/404 (PHF-1) で病的にリン酸化されたタウは、老齢野生型マウスの海馬シナプス ミトコンドリア内に蓄積されます。 Sci Rep. 2021;11:4448。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Xu G、Ran Y、Fromholt SE、Fu C、Yachnis AT、Golde TE、他マウスのAβの過剰産生は、びまん性で緻密なアルツハイマー型アミロイド沈着物を生成します。 Acta Neuropathol Commun。 2015;3:72。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

ガードナーRC、ダムズオコナーK、モリッシーMR、マンリーGT。 老人性外傷性脳損傷：疫学、結果、知識ギャップ、および将来の方向性。 J 神経外傷。 2018;35:889–906。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

リファレンスをダウンロードする

この研究は、イタリア保健省（RC）からGDFおよびMCへの現行研究プログラム、保健省 - 5×1000/2017からGDF、Fondazione Sacchetti 2022-2023からMSおよびLD、FONDAZIONE REGIONALE PER LA RICERCAからの支援を受けました。 BIOMEDICA (Care4NeuroRare CP_20/2018) から LD。 C. elegans および OP50 E. coli は、NIH オフィス研究インフラストラクチャー プログラム (P40 OD010440) の資金提供を受けている GCG によって提供されました。

これらの著者は同様に貢献しました: Luisa Diomede、Elisa R. Zanier。

分子生化学・薬理学部門、マリオ・ネグリ薬理学研究所 IRCCS、Via Mario Negri 2、ミラノ、イタリア

ルイーザ・ディオメーデ、ラウラ・コロンボ、ルカ・ルッソ、アルフレッド・カニョット、カルミナ・ナターレ、フェデリカ・マルタ・ソド、エイダ・デ・ルイージ、ミケーレ・モスコーニ、マーテン・ベーグ、マリオ・サルモナ

マリオ・ネグリ薬理学研究研究所神経科学部 IRCCS、Via Mario Negri 2、ミラノ、イタリア

エリサ・R・ザニエ、フェデリコ・モロ、グロリア・ベグリアンテ

神経学 V – 神経病理学ユニット、IRCCS Foundation Carlo Besta Neurological Institute、Via Celoria 11、ミラノ、イタリア

マルチェラ・カターニア、ジャコミーナ・ロッシ、ファブリツィオ・タリアヴィーニ、ジュゼッペ・ディ・フェデ

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

MS、LD、ERZ は提示されたアイデアを考案しました。 FM、GV、LC、LR、AC、CN、FMX、ADL、MM、MB、MC、GRが実験を実施しました。 MS、LD、ERZ がプロジェクトを監督しました。 FT と GDF はプロジェクトの監督を支援しました。 MS、LD、ERZ は FM と CN の支援を受けて原稿を執筆しました。 著者全員が結果について議論し、最終原稿に貢献しました。

ルイーザ・ディオメーデまたはマリオ・サルモナへの通信。

GDF と FT は、この研究に関連する 2 つの特許 (EP2220251A2 および WO2021001405) を所有しています。 MS は、この研究に関連する 1 つの特許 (WO2021/001405) を保有しています。

発行者注記 Springer Nature は、発行された地図および所属機関の管轄権の主張に関して中立を保っています。

オープン アクセス この記事はクリエイティブ コモンズ表示 4.0 国際ライセンスに基づいてライセンスされており、元の著者と情報源に適切なクレジットを表示する限り、あらゆる媒体または形式での使用、共有、翻案、配布、複製が許可されます。クリエイティブ コモンズ ライセンスへのリンクを提供し、変更が加えられたかどうかを示します。 この記事内の画像またはその他のサードパーティ素材は、素材のクレジットラインに別段の記載がない限り、記事のクリエイティブ コモンズ ライセンスに含まれています。 素材が記事のクリエイティブ コモンズ ライセンスに含まれておらず、意図した使用が法的規制で許可されていない場合、または許可されている使用を超えている場合は、著作権所有者から直接許可を得る必要があります。 このライセンスのコピーを表示するには、http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ にアクセスしてください。

転載と許可

Diomede, L.、Zanier, ER、Moro, F. 他。 Aβ1-6A2V(D) ペプチドは、Aβ の凝集に効果があり、タウのミスフォールディングを阻害し、外傷性脳損傷後の脳を保護します。 モル精神医学（2023）。 https://doi.org/10.1038/s41380-023-02101-3

引用をダウンロード

受信日: 2023 年 1 月 10 日

改訂日: 2023 年 4 月 21 日

受理日: 2023 年 5 月 2 日

公開日: 2023 年 5 月 17 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41380-023-02101-3

次のリンクを共有すると、誰でもこのコンテンツを読むことができます。

申し訳ございませんが、現在この記事の共有リンクは利用できません。

Springer Nature SharedIt コンテンツ共有イニシアチブによって提供