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