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Live imaging of necroptosis and the release of DAMPs

Research Project

Project/Area Number 17K19533
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Biomedical structure and function and related fields
Research InstitutionToho University

Principal Investigator

NAKANO Hiroyasu  東邦大学, 医学部, 教授 (70276476)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 村井 晋  東邦大学, 医学部, 助教 (90287540)
Research Collaborator SHINDO Ryodai  
NAKABAYASHI Osamu  
YAMAZAKI Soh  
Project Period (FY) 2017-06-30 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywordsネクロプトーシス / FRET / イメージング / DAMPs / RIPK3 / MLKL / 全反射顕微鏡 / トランスジェニックマウス / SMART / 2光子顕微鏡 / HMGB1 / Histone H3
Outline of Final Research Achievements

Necroptosis is a regulated form of necrosis that depends on receptor-interacting protein kinase (RIPK)3 and mixed lineage kinase domain-like (MLKL). While danger-associated molecular pattern (DAMP)s are involved in various pathological conditions and released from dead cells, the underlying mechanisms are not fully understood. Here we develop a fluorescence resonance energy transfer (FRET) biosensor, termed SMART (a sensor for MLKL activation by RIPK3 based on FRET). SMART is composed of a fragment of MLKL and monitors necroptosis, but not apoptosis or necrosis. SMART monitors plasma membrane translocation of oligomerized MLKL, which is induced by RIPK3. SMART in combination with imaging of the release of nuclear DAMPs and Live-Cell Imaging for Secretion activity (LCI-S) reveals two different modes of the release of High Mobility Group Box 1 from necroptotic cells. We also generated mice stably expressing SMART that will be useful to investigate necroptotic cells in vivo.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、蛍光イメージング法によるネクロプトーシスの可視化を実現した世界で初めての研究であり、死細胞から放出され周囲の細胞に影響を与え、様々な病態に深く関与しているDAMPsの放出パターンが2種類があることを1細胞レベルで初めて明らかにした研究である。今後、ネクロプトーシスやDAMPsが関与する病態の解明や、治療技術の開発に貢献することが期待される。また新規に開発したセンサータンパク質を発現する遺伝子改変マウスなどを作成することで、ネクロプトーシスが体の中でどのような状況で起こっているかの新たな解析手法を提供できる可能性がある。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (49 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (13 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 7 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 4 results) Book (1 results) Remarks (4 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

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      三宅早苗、進藤綾大、中野裕康
    • Journal Title

      CLINICAL CALCIUM

      Volume: 29 Issue: 2 Pages: 248-253

    • DOI

      10.20837/4201902248

    • ISSN
      0917-5857
    • Year and Date
      2019-02-28
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    • Journal Title

      iScience

      Volume: -

    • DOI

      10.2139/ssrn.3331252

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      Nakano Hiroyasu、Murai Shin、Yamaguchi Yoshifumi、Shirasaki Yoshitaka、Nakabayashi Osamu、Yamazaki Soh
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      Cell Stress

      Volume: 3 Issue: 2 Pages: 66-69

    • DOI

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      Volume: - Issue: 5 Pages: e3000262-e3000262

    • DOI

      10.1371/journal.pbio.3000262

    • NAID

      120006812006

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      Volume: - Issue: 1 Pages: 213-228.e10

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      Volume: 24 Issue: 2 Pages: 112-125

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      Nat Commun

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 4457-4457

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      10.1038/s41467-018-06985-6

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      Biochemical Biophysical Research Communications

      Volume: 505 Issue: 2 Pages: 453-459

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      Scientific Reports

      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 17402-17402

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    • Inventor(s)
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    • Industrial Property Rights Holder
      土屋勇一、中野裕康、永井英成、五十嵐良典
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-245036
    • Filing Date
      2018
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URL: 

Published: 2017-07-21   Modified: 2020-03-30  

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