ヒトGBA(グルコシルセラミダーゼ-β)遺伝子の変異は、グルコシルセラミダーゼ-β(GCase)活性の低下と関連しており、ゴーシェ病の発症に関係することが示されている。
さらに、この酵素はパーキンソン病研究の治療標的として大いに議論されている。
GBA-D409V-KIマウスモデルは、成熟ヒトGBAタンパク質のD409V変異に対応する変異型D427V GBAタンパク質を発現している。
これらのマウスの肝臓と脳におけるGCase活性を生化学的に解析したところ、ホモ接合体GBA-D409V-KIマウスではGCase活性レベルが著しく低下しており、ヘテロ接合体GBA-D409V-KIマウスでは中程度であるが非常に有意なGCase活性レベルの低下が認められた(図1AおよびB)。
GBA-D409V-KIマウスの脳内可溶性および不溶性α-シヌクレインレベルを評価したところ、ホモ接合体GBA-D409V-KIマウスの脳内可溶性画分中のα-シヌクレインレベルは野生型同腹子と比較して有意に増加した。
不溶性脳画分中のα-シヌクレインレベルは変化しなかった(データは示さず)。
対応するin vitroモデルで新薬を試験するため、E14 GBA-D409V-KIマウスのマウス胚線維芽細胞でGCase活性を評価したところ、ホモ接合型GBA-D409V-KIマウスでは酵素活性が強く低下していた。
イソファゴミンは、ビヒクルコントロール(VC、図2)と比較して、ヘテロ接合体マウスのGCase活性を有意に増加させることができた。
したがって、GBA-D409V-KIマウスおよびそのMEFは、GCAse活性を標的とする新規化合物を評価するための貴重なツールである。
図1. GBA-D409V-KIマウスの肝臓と脳における加齢に伴うGCase活性。 肝臓におけるGCase活性(μM/h
(A)と脳
(ホモ(tm/tm)およびヘテロ接合体(wt/tm)GBA-D409V-KIマウス、および年齢をマッチさせた野生型同腹子(wt/wt)の4、6、8、12ヶ月齢における肝臓(A)および脳(B)におけるGCase活性をμM/hで示した。
二元配置ANOVAとBonferroniのポストホック検定;平均+SEM;***p<0.001。
図2. ビヒクル(VC)またはイソファゴミン(IFG)で処理したGBA-D409V-KIマウス胚線維芽細胞(MEF)におけるGCase活性。 マウス胚線維芽細胞を、ホモ(tm/tm)およびヘテロ接合体(wt/tm)のGBA-D409V-KI E14胚と、年齢をマッチさせた野生型同腹子(wt/wt)から単離した。
細胞を96ウェルプレートで培養し、ビヒクル(0.1 % DMSO)または20 µMイソファゴミンで7日間処理した。
その後、細胞をオンセル4-MUGアッセイまたはクリスタルバイオレットアッセイに供した。
データは、クリスタルバイオレットアッセイから得られた光学密度(OD)値で正規化した4-MUGアッセイの相対蛍光単位(RFU)で示した。
Two-way ANOVA with Bonferroni`spost hoctest; mean + SEM; *p<0.05; **p<0.01。