ラット新生仔脳及びCD38ノックアウトマウス脳のADPリボシルシクラーゼの精製

• 研究課題/領域番号: 16650068
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 神経科学一般
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 東田 陽博 金沢大学, 医学系研究科, 教授 (30093066)
• 研究分担者: 横山 茂 金沢大学, 医学系研究科, 助教授 (00210633) ; 橋井 美奈子 金沢大学, 医学系研究科, 講師 (10272957)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円); 2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2005年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2004年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: ADPリボシールシクラーゼ / CD38 / 膜分画 / NAD / 薄層クロマトグラフィー / 大脳

研究概要

細胞内のCaをセカンドメッセンジャーとするCaシグナリングは、数多くの受容体の下流に存在する重要な信号伝達機構の一つである。
T型リンパ球や脳にも存在するADPリボシルシクラーゼ活性の大部分はCD38抗原であることがわかってきた。しかし、脳内にはCD38以外の新しいADPリボシルシクラーゼ活性を持つ分子が存在することを考え、脳型ADPリボシルシクラーゼの精製を行うため、野性株マウス脳内のシクラーゼ活性を比較した。
(1)ジクラーゼ活性は、驚いた事に視床下部に高く、続いて小脳や下垂体後葉であった。
(2)CD38のメッセンジャーRNA発現を調査したところ、活性値の分布と同じであった。
(3)CD38ノックアウトマウスでは、シクラーゼ活性は極端に低く、視床下部でもほとんど活性やmRNAは検出できなかった。
(4)シクラーゼの酵素活性産物であるサイクリックADPリボース(cADPR)濃度は、野生型マウスに比して、CD38ノックアウトマウスでは低かった。
(5)視床下部に細胞外からcADPRを与えたところ、オキシトシンの分泌は見られたが、ノックアウトの視床下部からは検出できなかった。この事から、CD38がcADPRのトランスポート活性を有している事も判明した。(Nature 446,41-45,2007)
以上、脳型シクラーゼの90%がCD38である事を種々の方法で証明した。当初の目的のCD38以外のシクラーゼの精製は、非常に困難な課題である事が判明した。

研究成果

• [雑誌論文] CD38 is critical for social behaviour by regulating oxytocin secretion. (2007)
  • 著者名/発表者名: Jin D, Liu HX, Hirai H, Yokoyama S, Hashii M, A, Salmina A, Asano M(他24名), Higashida H
  • 雑誌名: Nature. 446 ページ: 41-45
• [雑誌論文] Overexpression of human CD38/ADP-ribosyl cyclase enhances acetylcholine-induced Ca (2+) signalling in rodent NG108-15 neuroblastoma cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Higashida H, Yokoyama S, Salmina A, Hashii M, Hoshi N, Jin D(他13名), Robbins J
  • 雑誌名: Neurosci Res. 57 ページ: 339-346
  • NAID: 10024413034
• [雑誌論文] RNA interference screen to identify genes required for Drosophila embryonic nervous system development. (2007)
  • 著者名/発表者名: Koizumi K, Higashida H, Yoo S, Islam MS, Ivanov AI, Guo V, Pozzi P, Yu SH, Rovescalli AC, Tang D, Nirenberg M
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 104 ページ: 5626-5631
• [雑誌論文] Identification of calreticulin as a marker for phagocytosis of apoptotic cells in Drosophila. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kuraishi T, Manaka J, Kono M, Ishii H, Yamamoto N, Koizumi K, Shiratsuchi A, Lee BL, Higashida H, Nakanishi Y
  • 雑誌名: Exp Cell Res. 313 ページ: 500-510
• [雑誌論文] Bradykinin activates ADP-ribosyl cyclase in neuroblastoma cells : intracellular concentrati on decrease in NAD and increase in cyclic ADP-ribose. (2006)
  • 著者名/発表者名: Higashida H., Salmina A., Hashii M., Yokoyama S., Zhang J-S., Noda M., Zhong Z G., Jin D.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 580 ページ: 4857-4860
• [雑誌論文] ADP-Ribosyl Cyclase as a Therapeutic Target for Central Nervous System Diseases. (2006)
  • 著者名/発表者名: Salmina A., Olvyannikova R., Noda M., Higashida H.
  • 雑誌名: Central Nervous System Agents in Medicinal Chemistry. 6 ページ: 193-210
• [雑誌論文] Acetylcholine stimulates cyclic ADP-ribose formation via M1 muscarinic receptors in rat superior cervical ganglion. (2005)
  • 著者名/発表者名: Zhang JS, Jin D, Higashida H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 335 ページ: 920-924
• [雑誌論文] Amplification of depolarization-induced and ryanodine-sensitive cytosolic Ca2+ elevation by synthetic carbocyclic analogs of cyclic ADP-ribose and their antagonistic effects in N G108-15 neuronal cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hashii M, Shuto S, Fukuoka M, Kudoh T, Matsuda A, Higashida H.
  • 雑誌名: J Neurochem. 94 ページ: 316-323
  • NAID: 120000809381
• [雑誌論文] Synthesis of stable and cell-type selective analogues of cyclic ADP-ribose, a Ca(2+)-mobilizing second messenger. Structure-activity relationship of the N1-ribose moiety. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kudoh T, Fukuoka M, Ichikawa S, Murayama T, Ogawa Y, Hashii M, Higashida H, Kunerth S, Weber K, Guse AH, Potter BV, Matsuda A, Shuto S.
  • 雑誌名: J Am Chem Soc. 127 ページ: 8846-8855
• [雑誌論文] Induction of interleukin-6 in dorsal root ganglion neurons after gradual elongation of rat sciatic nerve. (2005)
  • 著者名/発表者名: Osamura N, Ikeda K, Ito T, Higashida H, Tomita K, Yokoyama S.
  • 雑誌名: Exp Neurol. 195 ページ: 61-70
• [雑誌論文] Cyclin-dependent kinase 5 activators p35 and p39 facilitate formation of functional synapses. (2005)
  • 著者名/発表者名: Johansson JU, Lilja L, Chen XL, Higashida H, Meister B, Noda M, Zhong ZG, Yokoyama S, Berggren PO, Bark C.
  • 雑誌名: Brain Res Mol Brain Res. 138 ページ: 215-227
• [雑誌論文] Protein kinase C bound with A-kinase anchoring protein is involved in muscarinic receptor-activated modulation of M-type KCNQ potassium channels. (2005)
  • 著者名/発表者名: Higashida H, Hoshi N, Zhang JS, Yokoyama S, Hashii M, Jin D, Noda M, Robbins J.
  • 雑誌名: Neurosci Res. 51 ページ: 231-234
  • NAID: 10015451122
• [雑誌論文] Multiple signal transduction pathways mediated by 5-HT receptors. (2004)
  • 著者名/発表者名: Noda M, Higashida H, Aoki S, Wada K.
  • 雑誌名: Mol Neurobiol 29 ページ: 31-39
• [雑誌論文] Probucol aggravates long QT syndrome associated with a novel missense mutation M124T in the N-terminus of HERG. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K, Shimizu M, Ino H, Yamaguchi M, Terai H, Hoshi N, Higashida H, Terashima N, Uno Y, Kanaya H, Mabuchi H.
  • 雑誌名: Clinical Science 107 ページ: 175-182
• [雑誌論文] Draper-mediated and phosphatidylserine-independent phagocytosis of apoptotic cells by Drosophila hemocytes/macrophages. (2004)
  • 著者名/発表者名: Manaka J, Kuraishi T, Shiratsuchi A, Nakai Y, Higashida H, Henson P, Nakanishi Y
  • 雑誌名: J Biol Chem. 279 ページ: 48466-48476
• [雑誌論文] Genes required for Drosophila nervous system development identified by RNA interference. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ivanov AI, Rovescalli AC, Pozzi P, Yoo S, Mozer B, Li HP, Yu SH, Higashida H, Guo V, Spencer M, Nirenberg M.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 101 ページ: 16216-16221
• [産業財産権] CD38による自閉症の診断と治療 (2006)
  • 発明者名: 東田 陽博
  • 権利者名: 金沢大学TLO
  • 産業財産権番号: 2006-339054
  • 出願年月日: 2006-12-15
• [産業財産権] パーキンソン病の治療のための医薬 (2005)
  • 発明者名: 東田 陽博
  • 権利者名: 金沢大学TLO
  • 産業財産権番号: 2005-189518
  • 出願年月日: 2005-07-15