Molecular regulatory mechanism of podocyte, the filtration apparatus of glomeruli

• Project/Area Number: 15K15330
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Kidney internal medicine
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: Takei Kohji 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (40322226)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小川 大輔 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (70535195)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: ポドサイト / 糸球体 / ダイナミン / アクチン / アクチニン / アンフィファイジン / podocyte / dynamin

Outline of Final Research Achievements

Podocyte is a cell that forms a glomerular filter for protein filtration. For the formation and the function of the glomerular filter, the cytoskeleton of podocyte needs to be appropriately regulated. However, it is poorly understood how cytoskeletons are regulated in podocyte. In this study, we aimed to elucidate regulatory mechanisms involved in the cytoskeletal regulation using two types of podocyte cell lines, Mouse Podocyte (MPC), and Human Podocyte (HPC). We found that dynamin 1 regulates microtubules, whereas dynamin 2 regulates actin cytoskeleton. Furthermore, we found that expression of dynamin 2 mutation found in Charcot Marie Tooth disease, a neurodegenerative disease, leads to aberrant actin cytoskeleton. These results strongly suggest that dynamin plays an essential role in the regulation of cytoskeleton in podocyte.

Research Products

• [Journal Article] Dynamic clustering of dynamin-amphiphysin helices regulates membrane constriction and fission coupled with GTP hydrolysis (2018)
  • Author(s): Tetsuya Takeda, Toshiya Kozai, Huiran Yang, Daiki Ishikuro, Kaho Seyama, Yusuke Kumagai, Tadashi Abe, Hiroshi Yamada, Takayuki Uchihashi, Toshio Ando, Kohji Takei
  • Journal Title: eLife Volume: 7 Pages: 1-19
  • DOI: 10.7554/elife.30246
  • NAID: 120006510224
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Fluvoxamine, an anti-depressant, inhibits human glioblastoma invasion by disrupting actin polymerization. (2016)
  • Author(s): Hayashi K, Michiue H, Yamada H, Takata K, Nakayama H, Wei FY, Fujimura A, Tazawa H, Asai A, Ogo N, Miyachi H, Nishiki T, Tomizawa K, Takei K, Matsui H.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 6 Issue: 1 Pages: 23372-23372
  • DOI: 10.1038/srep23372
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Actin bundling by dynamin 2 and cortactin is implicated in cell migration by stabilizing filopodia in human non-small cell lung carcinoma cells. (2016)
  • Author(s): Yamada H, Takeda T, Michiue H, Abe T, Takei K.
  • Journal Title: Int J Oncol. Volume: 49(3） Issue: 3 Pages: 877-86
  • DOI: 10.3892/ijo.2016.3592
  • NAID: 120006352349
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Expression of dynamin 2 mutant associated with Charcot-Marie-Tooth disease leads to aberrant actin dynamics and lamellipodia formation. (2016)
  • Author(s): Yamada, H., Kobayashi, K., Zhang, Y., Takeda, T., Takei, K.
  • Journal Title: Neuroscience letters Volume: 628 Pages: 179-185
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2016.06.030
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Dynamin2 GTPase contributes to invadopodia formation in invasive bladder cancer cells. (2016)
  • Author(s): Zhang, Y., Nolan, M., Yamada, H., Watanabe, M., Nasu, Y., Takei, K., Takeda, T.
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 480 Issue: 3 Pages: 409-414
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.10.063
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Possible role of cortactin phosphorylation by protein kinase Cα in actin-bundle formation at growth cone. (2015)
  • Author(s): Yamada H, Kikuchi T, Masumoto T, Wei FY, Abe T, Takeda T, Nishiki T, Tomizawa K, Watanabe M, Matsui H, Takei K.
  • Journal Title: Biology of the Cell Volume: 107 Issue: 9 Pages: 319-330
  • DOI: 10.1111/boc.201500032
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Dynamic imaging of dynamin-dependent membrane fission process (2017)
  • Author(s): Tetsuya Takeda, Toshiya Kozai, Huiran Yang, Daiki Ishikuro, Kaho Seyama, Yusuke Kumagai, Tadashi Abe, Hiroshi Yamada, Takayuki Uchihashi, Toshio Ando, Kohji Takei
  • Organizer: 2017年度 生命科学系学会合同年次大会（ConBio2017）
  • Invited
• [Presentation] ダイナミン-コルタクチンらせん状複合体の解析：機械的なアクチン線維束形成とアクチン脱重合保護作用 (2017)
  • Author(s): 阿部匡史、山田浩司、竹田哲也、内橋貴之、安藤敏夫、竹居孝二
  • Organizer: 2017年度 生命科学系学会合同年次大会（ConBio2017）
• [Presentation] Possible Role of amphiphysin 1 in glomerular podocyte (2017)
  • Author(s): The Mon La, Natsuki Wakita, Kento Sumida, Tetsuya Takeda, Tadashi Abe, Kohji Takei, Hiroshi Yamada
  • Organizer: 2017年度 生命科学系学会合同年次大会（ConBio2017）
• [Presentation] ダイナミン2のシャルコー・マリー・ツゥース病の原因変異は腎ポドサイトのアクチン再構成を阻害する (2017)
  • Author(s): 和木田夏輝、The Mon La、隅田健斗、竹田哲也、阿部匡史、竹居孝二、山田浩司
  • Organizer: 2017年度 生命科学系学会合同年次大会（ConBio2017）
• [Presentation] Dynamin-Cortactin Ring Complex Physically Bundles Actin Filaments and Protects the Bundle from Depolarization. (2016)
  • Author(s): Tadashi Abe, Hiroshi Yamada1, Tetsuya Takeda, Kinue Kobayashi, Takayuki Uchihashi, Toshio Ando, Kohji Takei
  • Organizer: IGER Int'l Symposium
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2016-12-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 高速AFMによるダイナミン１ーアンフィファイジン複合体の動態観察 (2016)
  • Author(s): 石黒大輝、竹田哲也、小財稔矢、熊谷祐介、脊山佳穂、楊恵然、山田浩司、内橋貴之、安藤敏夫、竹居孝二
  • Organizer: 第５４回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Year and Date: 2016-11-26
• [Presentation] シャルコマリートゥース病の原因遺伝子の一つであるダイナミン２の変異は細胞の異常なアクチン動態とラメリポディア形成の減少をもたらす (2016)
  • Author(s): 山田浩司、小林絹枝、張羽白、竹田哲也、竹居孝二
  • Organizer: 第５４回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場
  • Year and Date: 2016-11-25
• [Presentation] 腎糸球体ポドサイトにおけるダイナミンアイソフォームの局在と機能 (2016)
  • Author(s): 橘洋美、竹田哲也、山田浩司、小川大輔、竹居孝二
  • Organizer: 第６８回日本細胞生物生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 京都テルサ
  • Year and Date: 2016-06-15
• [Presentation] 成長円錐におけるＰＫＣαのコルタクチンリン酸化によるアクチン制御の可能性 (2015)
  • Author(s): 山田 浩司,菊池 達也,増本 年男,魏 范研,阿部 匡史,竹田 哲也,西木 禎一,富澤 一仁,渡部 昌実,松井 秀樹
  • Organizer: 第８８回日本生化学会大会・第３８回日本分子生物学会年会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場,神戸国際展示場
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] 腎糸球体ポドサイト分化におけるダイナミンＧＴＰアーゼの役割 (2015)
  • Author(s): 橘 洋美,竹田 哲也,山田 浩司,小川 大輔,竹居 孝二
  • Organizer: 第８８回日本生化学会大会・第３８回日本分子生物学会年会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場,神戸国際展示場
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] ＧＴＰ加水分解とＰＫＣリン酸化によるダイナミンーコルタクチン複合体の制御 (2015)
  • Author(s): 竹居 孝二,阿部 匡史,熊谷 祐介,宮垣 祐志,竹田 哲也,内橋 貴之,安藤 敏夫,山田 浩司
  • Organizer: 第５３回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 金沢大学
  • Year and Date: 2015-09-13
• [Presentation] ダイナミンによる膜切断メカニズムの高速ＡＦＭイメージング解析 (2015)
  • Author(s): 竹田 哲也,熊谷 祐介,背山 佳穂,楊 恵然,山田 浩司,田岡 東,内橋 貴之,竹居 孝二,安藤 敏夫
  • Organizer: 第５３回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 金沢大学
  • Year and Date: 2015-09-13
  • Invited
• [Presentation] ＰＫＣによるコルタクチンリン酸化は成長円錐のアクチンダイナミクスを制御する (2015)
  • Author(s): 竹居 孝二,菊池 達也,増本 年男,魏 范研,阿部 匡史,竹田 哲也,西木 禎一,富澤 一仁,渡部 昌実,松井 秀樹,山田 浩司
  • Organizer: 第３８回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場,神戸国際展示場
  • Year and Date: 2015-07-28