ALS、アルツハイマー病の早期診断に向けた新たな技術開発

　シード増幅アッセイ（SAA）法は異常凝集体を試験管内で増幅することによって、これらを超高感度で検出する技術です。この技術はプリオン病やパーキンソン病で蓄積する異常凝集体を検出することが可能であり応用研究が進んでいますが、TDP-43やアミロイドβの異常凝集体に関しては十分な検出精度がありませんでした。これらの病的タンパク質の検出においては、反応基質となる正常型モノマーが非常に不安定ですぐに失活してしまうため、従来技術では異常凝集体の十分な増幅を起こすことができませんでした。従来法での検出限界はおよそ15ピコグラムであり、この精度では病理学的に有意な微量の凝集体を捉えるには不十分でした。そこで本研究では、新たなタンパク質の安定化技術を検索することによって、異常凝集体を効率よく試験管内で増幅し、検出する手法を検討しました。

【研究成果】

　今回の研究の中心的成果の一つとして、新たな界面活性剤「Brij-58」の発見が挙げられます。Brij-58は、本研究で行った界面活性剤のスクリーニングから見出されました。この界面活性剤は、TDP-43やアミロイドβのモノマーを安定化させつつ、凝集体のシード増幅を阻害しないという特異な性質を持ちます。このため、病的凝集体の試験管内増幅と高感度検出に特に優れた効果を持ちます（図1）。

【画像：https://kyodonewsprwire.jp/img/202409267094-O8-5WrehMMx】

図1：Brij-58の作用メカニズムを示す図。（I）従来のSAA法では、反応基質となる正常型タンパク質（モノマー）が不安定な場合は、凝集体のシード増幅がうまく起こらないという欠点があった。（II）本研究では、Brij-58を正常型タンパク質（モノマー）に結合させ、安定なミセル構造を形成させることによって、この欠点を克服した。

　Brij-58を従来のSAA法に組み入れることで、TDP-43の病的凝集体をわずか5フェムトグラムという微量から検出することに成功しました（図２）。これは従来の検出限界の数千倍に相当します。また、アミロイドβに対しても同様に高い検出感度が認められ、従来法の百倍以上の検出限界の向上が得られました。

【画像：https://kyodonewsprwire.jp/img/202409267094-O9-9DWI5vmZ】

図2：本技術の検出精度を示す図。最小5フェムトグラムのTDP-43病的凝集体を試験管内で増幅し、検出することに成功した。