（別紙様式２号）

主論

文

要旨

論文提出者氏名：
野口美和

専攻分野：神経精神科学
コ ー ス：
指導教授：山口登

主論文の題目：
Roles of Serum Fibrinogen α Chain-Derived Peptides in
A l z h e i m e r ’s D i s e a s e(ア ル ツ ハ イ マ ー 病 に お け る フ ィ ブ リ ノ ゲ ン α 鎖 由 来 ペ プ
チドの役割)

共著者：
To s h i y u k i S a t o , K o u h e i N a g a i , I t a r u U t a g a w a , I t s u k u S u z u k i ,Mitsumi Arito, Nobuko Iizuka, Naoya Suematsu, KazukiO k a m o t o , To m o h i r o K a t o , N o b o r u Ya m a g u c h i , M a n a e S .
Kurokawa
緒言
アルツハイマー病 (Alzheimer’s disease, AD) は進行性の認知機能障害を来す神経変性疾患である。アミロイドβ (amyloid β, Aβ) ペプチ
ドやタウ蛋白質が病因に関わると考えられるが、機序は不明である。
AD の早期診断のため、簡便かつ低侵襲性のバイオマーカーの確立が必要とされている。脳脊髄液中の Aβ1-42 ペプチド、タウ総量、リン酸化タウのバイオマーカーとしての有用性は認められているが、脳脊髄液の採取は侵襲性である。血漿のバイオマーカー候補は、大半がその有用性を確認中であり、未だ確立されたものはない。
本研究では血清中のフィブリノゲンα鎖 (fibrinogen α chain, FIBA)
由来ペプチド 10 個と年齢の組合せにより、AD 患者と健常人 (healthycontrol, HC) を受信者動作特性曲線下面積 (area under the receiver
operating characteristic curve, AUROC) 0.717 を基準とし判別した。
方法・対象

AD 患者 62 例と AD 以外の認知症 10 例、軽度認知障害(mild cognitiveimpairment, MCI)13 例、認知症以外の精神疾患 10 例及び HC の 82
例より文書による同意のもと血清を採取した。陽イオン交換によるペプチドの精製、質量分析によるペプチドイオン強度の測定とペプチドの同定は既報の如く施行した (Noguchi et al, Hepatol Res 43:743, 2013) 。
群間の各ペプチドイオン強度差は Student の t 検定により解析した。判別 モ デ ル は 直 交 部 分 最 小 二 重 判 別 分 析 (orthogonal partial leastsquare-discriminant analysis, OPLS-DA) により作製した。FIBA 由来ペプチドのイオン強度差と OPLS-DA モデル予測値の有意差は、Wilcoxon 符号順位検定で計算した。本研究はヘルシンキ宣言の倫理規定に従い、聖マリアンナ医科大学生命倫理委員会 (第 794 号) の承認を得て施行した。
結果
AD30 例と HC30 例からなる training set において血清ペプチドを網羅的に解析したところ、157 個のペプチドイオンピークを検出した。そのうち 39 個が、2 群間でイオン強度に有意差を示した(p<0.05)。
全 157 個のペプチドイオン強度値を用い作製した判別モデル(157Pモデル)により AD30 例と HC30 例を完全に鑑別した。説明変数 R2 は0.907、予測変数 Q2 は 0.191 であった。有意差を認めた 39 個のペプチ
ド の 殆 ど は 、 当 該 判 別 モ デ ル 作 製 に お い て 高 い 貢 献 度 (variableimportance of the projection, VIP)を示した。次にペプチドの数を減らし新たな判別モデルの作製を試みた。157P モデルにおいて VIP>0.7を示した 43 個と、群間で有意差を示した 39 個のペプチド(重複あり、計 60 個)のイオン強度を用いた判別モデル (60P モデル) も、AD 群とHC 群を完全に鑑別した。R2 は 0.843、Q2 は 0.414 と Q2 値の向上を認めた。
60P モデルに使用した 60 個のペプチドについて同定を試み、16 個のペプチドを同定した。16 個のうち 10 個が FIBA 由来であった。10個のうち 4 個はフィブリノペプチド A (fibrinopeptide A, FPA) 由来、6個はαC ドメインの C 末端に位置する 54 個のアミノ酸配列(Aα557-610)
由来であった。この配列の部分をαCDC と命名した。上記 10 個の FIBA由来ペプチドを用いて判別モデルを作製し(FIBA10P モデル) ROC 解析を行ったところ、AD 群と HC 群の判別における AUROC は 0.900であった。testing set として新たに AD32 例と HC19 例を用い、これまで作製した 3 つのモデル(157P モデル、60P モデル、FIBA10P モデル)を評価したところ、AUROC はどれも低めであったが(0.472-0.536)、FIBA10P モデルが最も高い値を示した(0.536)。そこで、FIBA10P モデルに年齢(age)を変量として加えた FIBA10PA モデルを作製したところ、training set で AUROC 0.940、testing set で AUROC 0.717 を示し、このモデルが AD のバイオマーカー候補となることが示唆された。
FIBA10PA モデルを用い、testing set の AD 群、HC 群、AD 以外の認知症、MCI、認知症以外の精神疾患を評価したところ、AD 群・AD以外の認知症群・MCI 群と HC 群の間で有意差を認めた(p<0.05)。1～3 年後まで観察した MCI8 例のうち期間中 AD を発症した 3 例は、MCIのまま経過した 5 例より FIBA10PA 前値が高い傾向を示した。
FIBA10PA モデルにおいてカットオフ値を 0.564 としたところ、testing set における AD の検出力は感度 65.6%、特異度 73.7%であった。また FIBA10PA 値 0.04029 は testing set で感度 96.9%を示した。
60P モデルに含まれなかった FPA 由来ペプチド 2 個を含め、FPA 由来ペプチドとαCDC 由来ペプチド各 6 個のイオン強度を、全 AD62 例と全 HC49 例で検討した。FPA を含む FPA 由来ペプチド 3 個とαCDCを含むαCDC 由来ペプチド 3 個が AD 群で HC 群に比較し有意に高値を示し、αCDC 由来ペプチド 1 個が有意に低値を示した(p<0.05)。FPAとαCDC のイオン強度は AD 群で HC 群に比較し約 1.3 倍高値を示し、これらのペプチドが AD で有意に産生される可能性を示した。
考察FIBA10PA 値は、AD 群、AD 以外の認知症群、MCI 群で HC 群に比較し有意に高値を示したことから、AD に限らず認知症全体のバイオマーカーとなる可能性がある。このため、当モデルで選別された症例は診療で正確に診断される必要がある。FIBA10PA モデルは、MCI の予後予測にも有用な可能性を示した。高齢者における認知症の頻度は MCIも含め約 12%と考えられ、その場合カットオフ値 0.564 の陰性的中率
negative predictive value (NPV) は 94.0% と な る 。 FIBA10PA 値
0.04029 の NPV は上記推定コホートでは 99.0%となることから、この数値以下を示す例の AD 発症の確率は極めて低いと考えた。
AD の血管病変に対するフィブリノゲンの関与が報告されている。フィブリノゲンは Aβ1-42 ペプチド存在下で異常な重合を示すが、この際の高次構造の変化がαCDC の N 末端を蛋白質分解酵素に曝露し切断される可能性が考えられる。AD では Aβペプチドが存在するため、αCDCの産生が増加すると考えた。FPA 産生はαC 領域の C 末端分解と関連するとの報告があり、αCDC の切断が FPA の増加を惹起しているかもしれない。αCDC の切断阻害が AD の治療となる可能性が考えられた。
結論
FIBA 由来ペプチドが AD の病態に関与する可能性を示した。
FIBA10PA モデルは、AD 患者選別のためのバイオマーカー候補と考えられる。FPA とαCDC の増加は凝固異常に関与し、AD の血管病変を増悪させる可能性が示された。