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Elucidation of the pathological role of vacuolar ATPase in lysosomal storage diseases

Research Project

Project/Area Number 19K16546
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 49010:Pathological biochemistry-related
Research InstitutionOsaka Medical and Pharmaceutical University

Principal Investigator

Morihara Hirofumi  大阪医科薬科大学, 医学部, 助教 (40802674)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsライソゾーム病 / 液胞型プロトンATPase / ファブリー病 / iPS細胞 / ライソゾーム / ハイスループットスクリーニング / mTOR
Outline of Research at the Start

液胞型プロトンATPase (V-ATPase) は、ライソゾーム膜に局在するプロトンポンプであり、ライソゾーム内の酸性化を通して様々な生理現象を担っている。また、ライソゾーム病は、遺伝的な要因によってライソゾームの加水分解酵素に異常が生じることで起きる疾患であり、この疾患に対する V-ATPase の寄与については未だ詳細に検討されていない。そこで本研究は、V-ATPase のライソゾーム病における機能的・病態的役割を追究する。将来的には、多岐にわたるライソゾーム病に対して、V-ATPase を中心にライソゾーム関連分子を標的とした、従来とは異なる革新的な治療法の創造を見据えている。

Outline of Final Research Achievements

In iPS cell-derived cardiomyocytes mimicking Fabry disease, a type of lysosomal storage diseases, the acidification capacity of lysosomes was decreased. This phenomenon led us to focus on a molecule called vacuolar ATPase (V-ATPase), which is a proton pump localized in the lysosomal membrane.
Inhibition of V-ATPase function resulted in impaired cardiac function and decreased activity of cathepsin, an acidic protease. Since this study aims to develop a comprehensive treatment for lysosomal storage diseases, we have searched for compounds that activate these molecules and obtained several candidate compounds so far.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ライソゾーム病は, 国の特定疾患に指定されており, 現時点で主な治療法は, それぞれの原因遺伝子に対応した酵素を外から補充する治療 (酵素補充療法) となっている. しかし, 酵素補充療法は治療が継続的であり, なお且つ薬剤が高額なため, 患者の経済的負担が大きく, さらに約60種類にも及ぶライソゾーム病の中で, 各疾患に特異的に対応した酵素を補充する対症療法という位置づけにある.
このような現状を受け, 本研究では, ライソゾーム病を根本的に治療する可能性を秘めた包括的制御分子として, V-ATPase, カテプシンに焦点を当て, そこを標的とした安価で効果的な治療法開発の足掛かりを築いた.

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2022 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Exacerbation of autoimmune myocarditis by an immune checkpoint inhibitor is dependent on its time of administration in mice2020

    • Author(s)
      Tsuruoka Kenjiro、Wakabayashi Shigeo、Morihara Hirofumi、Matsunaga Ninso、Fujisaka Yasuhito、Goto Isao、Imagawa Akihisa、Asahi Michio
    • Journal Title

      International Journal of Cardiology

      Volume: S0167-5273 Pages: 34641-34648

    • DOI

      10.1016/j.ijcard.2020.04.033

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Intravenously Injected Pluripotent Stem Cell-derived Cells Form Fetomaternal Vasculature and Prevent Miscarriage in Mouse2020

    • Author(s)
      Daimon Atsushi, Morihara Hirofumi, Tomoda Kiichiro, Morita Natsuko, Koishi Yoshinori, Kanki Kazuyoshi, Ohmichi Masahide, Asahi Michio
    • Journal Title

      Cell Transplantation

      Volume: 29 Pages: 096368972097045-096368972097045

    • DOI

      10.1177/0963689720970456

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Overexpression of Na+/H+ exchanger 1 specifically induces cell death in human iPS cells via sustained activation of the Rho kinase ROCK2019

    • Author(s)
      Shigeo Wakabayashi, Hirofumi Morihara, Shunichi Yokoe, Takatoshi Nakagawa, Kazumasa Moriwaki, Kiichiro Tomoda, Michio Asahi
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 294 Issue: 51 Pages: 19577-19588

    • DOI

      10.1074/jbc.ra119.010329

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effect of TMEM182, a novel membrane protein, on muscle differentiation2022

    • Author(s)
      森原 啓文, 古谷 壮一朗, 若林 繁夫, 朝日 通雄
    • Organizer
      第95回 日本薬理学会年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Lysosomal Regulation of mTOR-AKT Signaling via the Vacuolar-type H+- ATPase2020

    • Author(s)
      森原 啓文, 友田 紀一郎, 朝日 通雄
    • Organizer
      第93回 日本薬理学会年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ライソソームの正常機能を保証する V-ATPase の分子生物学的解析2019

    • Author(s)
      岡部 康教, 森原 啓文, 友田 紀一郎, 朝日 通雄
    • Organizer
      第136回 日本薬理学会近畿部会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Overexpression of the Na+/H+ exchanger NHE1 induces selective cell death of human iPS cells via sustained activation of rho kinase ROCK2019

    • Author(s)
      若林 繁夫, 友田 紀一郎, 横江 俊一, 森原 啓文, 朝日 通雄
    • Organizer
      第92回 日本生化学会大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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