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

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
担当:家畜疾病防除・プリオン病
代表連絡先:電話 029-838-7708(情報広報課)
研究所名:動物衛生研究所・プリオン病研究センター
分類:研究成果情報

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)。

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)。
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)。
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。
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)。
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。