Prion 2011

東北大学医学系研究科創生応用医学センター創生応用医学センタ病態神経学分野

北本哲之

プリオン病の原因分類

1. Sporadic form (sCJD)2 G ti f (fCJD GSS FFI)2. Genetic form (fCJD, GSS, FFI)3. Infectious form (dura, hGH, vCJD)

CJD ill 1999 2009 i JCJD surveillance 1999-2009 in Japan

vCJD 1Genetic216

vCJD 1

dura CJD8080

Sporadic922

1219Total numbers: 1219

クロイツフェルト・ヤコブ病

初老期の痴呆性疾患（６０～７０歳）初老期の痴呆性疾患（６０ ７０歳）

１月 物忘れ２月 ミオクローヌス、神経症状の悪化２月 ミオクロ ヌス、神経症状の悪化３月 無言・無動（植物状態）

発病から３ヶ月で・・・

プリオン蛋白には正常多型がある

コドン129Met コドン129Valコドン129Met コドン129Val

VM VM

異常プリオン蛋白はどこに？

１．シナプス型：コドン１２９Met/Met急に進行し、３ヶ月で寝たきり

２．アミロイド斑型：コドン１２９Val/Met, Val/Val,ゆっくり進行する症状

もうひとつプリオン蛋白には、分類がある。

●異常型プリオン蛋白はプロテアーゼ抵抗性●N末端はプロテアーゼによって切断される●N末端はプロテアーゼによって切断される。

82 230GPI

97 230GPI

82 230GPI

97 230GPI

Type 2Type 2 Type 1Type 1

2525

16.516.5

孤発性孤発性CJDCJDの代表、の代表、 MM1MM1ととVV2VV2とは、とは、

T 2T 2 Type 1Type 1コドンコドン129129ががMet/Met 1Met/Met 1

V l/V l 2V l/V l 2 Type 2Type 2 Type 1Type 1Val/Val 2Val/Val 2Val/Met 2Val/Met 2

2525

16.516.5

なぜ、 ヒト型モデルが必要なの?

Mouse prion (Fu-1) in NZW mice

10 1 112±810-1 112±810-2 133±910-3 171±3310 3 171 3310-4 195±5010-5 256±72 (9/11)10-6 176±16 (3/9)10-7 329 (1/10)10 810-8

Human prion (MM1) in NZW micep ( )

10-1 >600 days 2/10

我々は ヒト型モデルが必要である我々は、ヒト型モデルが必要である。

1 Transgenic mouse1. Transgenic mouse2. Knock-in mouse

Transgenic mouse with natural promoter

T i tTransgenic vector

Exon1&2 20kpb Exon3129/Sv

I/LnIntron2 deletion

EMBL3

12kpb

EMBL3

In situ hybridization (Tg-ChM)

Human PrP

BstEII

MoMo

Transmission Experiment with MM1p

NZW mice >600 days 2/10

Tg-ChM#30 Prn0/0 156 10/10

我々は ヒト型モデルが必要である我々は、ヒト型モデルが必要である。

1 Transgenic mouse1. Transgenic mouse2. Knock-in mouse

ト型 クイ ウ を作る（相同組 換え）ヒト型ノックインマウスを作る（相同組み換え）

Exon 3 129SV mouse genome

lox P lox PDTA4 kbp 4 kbpPGK-neo

lox P lox PKnock-in vector

lox PHuman

Mo Mo Open reading frame

Tg mouse and Ki mouse

Incubation periodIncubation period

Tg-ChM#30 Prn0/0 156daysKi-ChM/ChM 151days

F 1 t i i NZW i H MM1 i Ki ChMFu-1 strain in NZW mice Human MM1 in Ki-ChM

10-1 112±8 141±9 210-1 112±8 141±9.2 10-2 133±9 153±7.310-3 171±33 198±12.310-4 195±50 243±58.510-5 256±72 (9/11) 269,269 (2/5)10 6 176±16 (3/9) 348 (1/5)10-6 176±16 (3/9) 348 (1/5)10-7 329 (1/10) 10-810 8

Ki ChM is a highly sensitive human modelKi-ChM is a highly sensitive human model.

Who has a chimeric gene ?

我々は、ヒト化モデルが必要である。

Codon 129Met Codon 129ValCodon 129Met Codon 129Val

VM VM

ヒト化ノックイン・マウスの利点ヒト化ノックイン マウスの利点

Ki-Human129Met/Met

Ki-Human129Val/Val

Ki-Human129Met/Val☆

トランスジェニック・マウスではヘテロ遺伝子発現の再現が不可能ヘテロ遺伝子発現の再現が不可能

PrPC in Brain

MM1プリオンの感染実験MM1プリオンの感染実験

Ki 129M/M 467±24 (8/8)Ki-129M/M 467±24 (8/8)Ki-129V/V 730±107.1 (8/8)Ki 129M/V 511±24 8(4/4)Ki-129M/V 511±24.8(4/4)Ki-219K/K 647±146(5/5)Ki ChM/ChM 151±6 7 (6/6)Ki-ChM/ChM 151±6.7 (6/6)

VV2プリオンの感染実験VV2プリオンの感染実験

Ki 129M/M 662±95 7 (5/5)Ki-129M/M 662±95.7 (5/5)Ki-129V/V 311±12.1 (4/4)Ki 129M/V 788±51 1 (4/4)Ki-129M/V 788±51.1 (4/4)Ki-219K/K on goingKi ChM/ChM >770 (0/6)Ki-ChM/ChM >770 (0/6)

129M/V

VV2129M/M

129V/VVV2

0 200 400 600 800

129M/V

129V/VMM1

129M/M

0 200 400 600 800

F 1 t i i NZW i H MM1 i Ki ChMFu-1 strain in NZW mice Human MM1 in Ki-ChM

10-1 112±8 141±9 210-1 112±8 141±9.2 10-2 133±9 153±7.310-3 171±33 198±12.310-4 195±50 243±58.510-5 256±72 (9/11) 269,269 (2/5)10 6 176±16 (3/9) 348 (1/5)10-6 176±16 (3/9) 348 (1/5)10-7 329 (1/10) 10-810 8

VV2プリオンの感染実験VV2プリオンの感染実験

Ki 129M/M 662±95 7 (5/5)Ki-129M/M 662±95.7 (5/5)Ki-129V/V 311±12.1 (4/4)Ki 129M/V 788±51 1 (4/4)Ki-129M/V 788±51.1 (4/4)Ki-219K/K on goingKi ChM/ChM >770 (0/6)Ki-ChM/ChM >770 (0/6)

VV2プリオンの感染実験 with Ki-129V/VVV2プリオンの感染実験 with Ki 129V/V

10-1 298±10 4 (6/6)10 1 298±10.4 (6/6)10-2 332±11.6 (6/6)10-3 338±22 5 (5/5)10 3 338±22.5 (5/5)10-4 376±28.2 (6/6) 10-5 441±31 3 (5/5)10 5 441±31.3 (5/5)10-6 526, 662 (2/4)10-7 474 (1/5)10 7 474 (1/5)

ヒト・プリオンの感染性は侮れない

MM1 Ki-M/M[MM1]

VV2 Ki-M/M[VV2]

MM1 Ki-VV[MM1]

VV2 Ki-VV[VV2]

Ki 129M/M Ki 129V/V

Human Prions

Ki-129M/M Ki-129V/VAnimal model

☆

Ki-129M/M[VV2]i(20K)[ ] ( )

遺伝子の異なるホストに感染する遺伝 異 感染す↓

新しいプリオンができる新

新しい医原性プリオンの出現

硬膜移植後CJD硬膜移植後CJD

硬膜移植後のCJDには病理像が異なる２つのタイプがある。

Dura-associated CJD/SynapticDura-associated CJD/PlaqueDura-associated CJD/Plaque

Dura-CJD/SY 70% Dura-CJD/PL 30%Dura CJD/SY 70% Dura CJD/PL 30%

臨床像も異なるのか？

Dura/SY・３ヶ月くらいで無動無言状態・３ヶ月くらいで無動無言状態・脳波でPSD陽性・硬膜例の70％・硬膜例の70％

Dura/PLDura/PL・無動無言まで一年間くらい・脳波でPSD陰性脳波でPSD陰性・硬膜例の30％

遺伝子も異なるのか？遺伝子も異なるのか？

Dura/SYd 129MM d 219EE t ti ( )codon129MM, codon219EE, mutation(-)

Dura/PLcodon129MM codon219EE mutation(-)codon129MM, codon219EE, mutation(-)

異常プリオン蛋白のタイピングは？

/ はタイプ とタイプ の中間分子量

Dura/SY type 1

Dura/PLはタイプ１とタイプ２の中間分子量

Dura/SY type 1Dura/PL type intermediate[MMi(20K)]vCJD type 2yp

3F4

Dura/PL Dura/PL Dura/SY vCJD

硬膜移植PLの微妙な分子量硬膜移植PLの微妙な分子量

PL PL PL

129M/V

129V/VDura/PL

129M/M

0 200 400 600 800 1000

129M/V

VV2129V/V

VV2

0 200 400 600 800

129M/M

硬膜移植後CJDでアミロイド斑陽性例硬膜移植後CJDでアミロイド斑陽性例

VV2→MMiとなった医原性CJDVV2→MMiとなった医原性CJD

もし、 硬膜例以外のMMiが存在すると

Sporadic CJD (570)129Met/Met 552129Met/Met 552

Met/Val 14Val/Val 4Val/Val 4

正常人正常人 MM 93 % MV7

18/570 x 0.93 = 0.029 つまり

Tip of Iceberg （氷山の一角）Tip of Iceberg （氷山の 角）

2 9% MV2/VV2→MMi2.9% MV2/VV2→MMi

97 1% th i f ti97.1% other infections

ご静聴ありがとうございました静聴ありがとう ざ ました

2010.6 Androsace

ご静聴ありがとうございました

2010.6 Primula