Investigation of the role of lipocalin-type PGD synthase in dementia

• Project/Area Number: 19K16603
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 49030:Experimental pathology-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Nagata Nanae 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任助教 (80390805)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: L-PGDS / 認知 / 睡眠 / 行動

Outline of Research at the Start

認知症の大半を占めるアルツハイマー病（AD）では、amyloid β（Aβ）やタウ蛋白の凝集により神経変性が起こる。リポカリン型PGD合成酵素（L-PGDS）は中枢でプロスタグランジンD2（PGD2）を合成して睡眠を誘発する他、疎水性低分子を輸送する働きを持つが、その役割は明らかになっていない。睡眠誘発のために発現上昇するL-PGDSは、同時にAβやタウと結合・安定化して排泄することで神経を守り、認知症の進行を抑えている可能性がある。本研究ではADモデルマウスを用い、LPGDSを介した睡眠と認知症との関連を検証する。

Outline of Final Research Achievements

Lipocalin-type prostaglandin D synthase (L-PGDS) is abundantly expressed in arachnoid membranes and oligodendrocytes. L-PGDS produces PGD2 to regulate sleep and protect nerves. In this study, we investigated the effects of L-PGDS gene deficiency on sleep and cognitive/emotional behavior using Alzheimer's disease model mice. We demonstrated that deletion of the L-PGDS gene affected amyloid-β accumulation in vivo.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

老年人口の増加に伴い認知症患者数が増加しており、予防や治療へ向けた対策が求められている。また、睡眠不足は認知症のリスクを高める一方で、認知症患者の7割以上が睡眠障害を併発していることが知られている。アルツハイマー病患者の脳内では、Amyloid βの沈着物である老人斑が観察される。本研究で、睡眠誘発に関与するL-PGDSが認知症に伴うアミロイドβの集積に影響することがin vivoで示唆された。認知症の制御につながることが期待される。

Research Products

• [Journal Article] Urinary lipid profile of atopic dermatitis in murine model and human patients (2021)
  • Author(s): Nagata Nanae、Hamasaki Yuta、Inagaki Shinichiro、Nakamura Tatsuro、Horikami Daiki、Yamamoto‐Hanada Kiwako、Inuzuka Yusuke、Shimosawa Tatsuo、Kobayashi Koji、Narita Masami、Ohya Yukihiro、Murata Takahisa
  • Journal Title: The FASEB Journal Volume: 35 Issue: 11
  • DOI: 10.1096/fj.202100828r
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of Monoclonal Antibody-Based EIA for Tetranor-PGDM which Reflects PGD2 Production in the Body. (2021)
  • Author(s): 2.Nagata N, Masuko S, Inoue R, Nakamura T, Aritake K, Murata T.
  • Journal Title: J Immunol Res. Volume: 26 Pages: 1-6
  • DOI: 10.1155/2021/5591115
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 5,6-dihydroxy-8Z,11Z,14Z,17Z-eicosatetraenoic acid accelerates the healing of colitis by inhibiting transient receptor potential vanilloid 4-mediated signaling (2021)
  • Author(s): Koji Kobayashi, Kohei Ashina, Sandra Derouiche, Taiki Hamabata, Tatsuro Nakamura, Nanae Nagata, Shinya Takenouchi, Makoto Tominaga, and Takahisa Murata
  • Journal Title: FASEB Journal Volume: 35 Issue: 4 Pages: 21238-21248
  • DOI: 10.1096/fj.201903207rrr
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 5,6-DiHETEはブタクサ花粉誘発性のアレルギー性結膜炎を抑制する (2022)
  • Author(s): 永田奈々恵、鈴木十萌歌、村田幸久
  • Organizer: 第6 4 回 日本脂質生化学会
• [Presentation] Prostaglandin D2は腸管のバリア機能を増強する (2022)
  • Author(s): 林 亜佳音、中村 達朗、小林 幸司、永田 奈々恵、村田 幸久
  • Organizer: 第147回日本薬理学会関東部会
• [Presentation] L-PGDSが癌血管内皮の抗がん剤感受性に果たす役割の解明 (2022)
  • Author(s): 小林唯、宮崎悠介、大森啓介、小林幸司、永田奈々恵、藤井渉、村田幸久
  • Organizer: 第5回日本獣医薬理学・毒性学会 春季研究会
• [Presentation] シクロオキシゲナーゼの阻害が腸内細菌叢と免疫機能に及ぼす影響の検討 (2022)
  • Author(s): 大河原冬彩、林亜佳音、小林幸司、永田奈々恵、村田幸久
  • Organizer: 令和４年度第２回環境調和農学国際卓越大学院教育プログラム発表会
• [Presentation] L-PGDS が癌血管内皮の抗がん剤感受性に果たす役割の解明 (2022)
  • Author(s): 小林 唯、宮崎 悠介、大森 啓介、小林 幸司、永田 奈々恵、藤井 渉、村田 幸久
  • Organizer: 第32回日本循環薬理学会
• [Presentation] アレルギー反応におけるPGD2/CRTH2シグナルの機能解明 (2022)
  • Author(s): 木田 美聖、中村 達朗、永田 奈々恵、村田 幸久
  • Organizer: 第96回日本薬理学会年会
• [Presentation] アスピリンが食物アレルギーに及ぼす影響の検討 (2022)
  • Author(s): 大河原冬彩、林亜佳音、小林幸司、永田奈々恵、村田幸久
  • Organizer: 令和４年度第１回環境調和農学国際卓越大学院教育プログラム発表会
• [Presentation] 5,6-DiHETEはマウスにおけるアレルギー性結膜炎を抑制する (2022)
  • Author(s): 鈴木 十萌歌、永田 奈々恵、村田 幸久
  • Organizer: 第165回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] 農学からみるアレルギー：環境とお腹をつなぐ脂肪酸の役割 (2022)
  • Author(s): 村田幸久、鈴木圭菜、木田美聖、鈴木十萌歌、竹ノ内晋也、小林幸司、永田奈々恵
  • Organizer: 中性脂肪学会 第5回学術集会・第2回中性脂肪月間（2022）
• [Presentation] PGD2/CRTH2シグナルを介した抗原特異的IgE抗体の産生機構の解明 (2022)
  • Author(s): 木田美聖，中村達朗，永田奈々恵, 村田幸久
  • Organizer: 第64回日本脂質生化学会
• [Presentation] 5,6-DiHETEはアレルギー様結膜炎を抑制する新規生理活性脂質である (2021)
  • Author(s): 鈴木十萌歌, 永田奈々恵, 村田幸久
  • Organizer: 第3回日本比較薬理学毒性学会春季研究会
• [Presentation] 5,6-DiHETEはマウスのヒスタミン誘発性の結膜炎を抑制する (2021)
  • Author(s): 鈴木十萌歌, 永田奈々恵, 中村達朗, 村田幸久
  • Organizer: 第145回日本薬理学会関東部会
• [Presentation] 木田 美聖、中村 達朗、永田 奈々恵、村田 幸久 (2021)
  • Author(s): The role of PGD2/CRTH2 signaling in allergic reaction
  • Organizer: 第95回日本薬理学会年会
• [Presentation] Development of monoclonal antibody-based enzyme immunoassay for tetranor-Prostaglandin D Metabolite (2021)
  • Author(s): 益子 櫻、永田 奈々恵、井上 理香子、中村 達朗、有竹 浩介、村田 幸久
  • Organizer: 第95回日本薬理学会年会
• [Presentation] 髄液中リポカリン型プロスタグランジンD合成酵素濃度は特発性正常圧水頭症において 放線冠の白質異方性と相関する (2020)
  • Author(s): 西田 南海子、下地 啓五、永田 奈々恵、裏出 良博、陣上 直人、奥村 亮介、岡田 務、戸田 弘紀、松本 禎之、石川 正恒、岩崎 孝一
  • Organizer: 日本脳神経外科学会第79回学術総会
• [Presentation] 新規炎症抑制脂質5,6-DiHETEの経口投与はマウスのDSS誘導性腸炎を抑制する (2020)
  • Author(s): 竹ノ内 晋也、今井 大貴、小林 幸司、中村 達朗、永田 奈々恵、村田 幸久
  • Organizer: 第94回日本薬理学会年会
• [Presentation] L-PGDSとH-PGDSは網膜血管新生を促進する (2020)
  • Author(s): 堀上 大貴、堰八 英里香、大森 啓介、小林 幸司、永田 奈々恵、中村 達朗、倉田 薫里、植村 明嘉、村田 幸久
  • Organizer: 第163回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] 新規炎症抑制脂質5,6-DiHETEのDSS誘導性腸炎モデルマウスに対する治療効果の検討 (2020)
  • Author(s): 竹ノ内 晋也、今井 大貴、小林 幸司、中村 達朗、永田 奈々恵、村田 幸久
  • Organizer: 第163回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] アトピー性皮膚炎モデルマウス及び患者における尿中脂質プロファイルの解析 (2020)
  • Author(s): 永田 奈々恵、濵﨑 雄大、稲垣 真一郎、中村 達朗、堀上 大貴、山本 貴和子、犬塚 祐介、下澤 達雄、橘 侑里、成田 雅美、大矢 幸弘、村田 幸久
  • Organizer: 第2回比較薬理学・毒性学会春季研究会
• [Presentation] CSF lipocalin-type prostaglandin D synthase correlates with callosal and cingulum fiber integrity in iNPH (2019)
  • Author(s): 西田 南海子、下地 啓五、永田 奈々恵、陣上 直人、岡田 務、奥村 亮介、戸田 弘紀、松本 禎之、石川 正恒、岩崎 孝一
  • Organizer: 日本脳神経外科学会第78回学術総会
• [Presentation] The role of Prostaglandin D2 synthase in retinal angiogenesis (2019)
  • Author(s): 堰八 英里香、大森 啓介、小林 幸司、永田 奈々恵、中村 達朗、倉田 薫里、植村 明嘉、村田 幸久
  • Organizer: 第93回日本薬理学会年会
• [Presentation] L-PGDSがエストロゲン枯渇による骨破壊に与える影響 (2019)
  • Author(s): 今井大貴、大森啓介、壷阪義記、永田奈々恵、小林幸司、中村達朗、村田幸久
  • Organizer: 第140回日本薬理学会関東部会