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Comprehensive analysis of tau protein phosphorylation in pluripotent stem cells and human brain

Research Project

Project/Area Number 19K17002
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 52020:Neurology-related
Research InstitutionMie University

Principal Investigator

Morimoto Satoru  三重大学, 医学系研究科, リサーチアソシエイト (00816952)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
KeywordsKii ALS/PDC / tau / phosphorylation / mass spectrometry / pluripotent stem cells
Outline of Research at the Start

アルツハイマー病、Kii ALS/PDC、及びFTDP-17といったタウオパチーでは、側頭葉内側面を中心としたリン酸化タウの蓄積を認めるが、タウのリン酸化の違いと疾患特異性の関係は不明である。よって、Kii ALS/PDCに特異的なタウのリン酸化状態を調べるために、健常者・患者凍結脳及びiPS細胞由来神経細胞からタウを精製し、質量分析法によってリン酸化レベルやリン酸化部位の網羅的解析を行う。また、「同一疾患でもタウのリン酸化状態が異なる」、「脳部位や細胞種特異的に促進されるタウのリン酸化状態が存在する」という仮説を立て、脳内の複数部位・複数細胞のリン酸化状態の検討も行う。

Outline of Final Research Achievements

We have established a method for purifying tau protein from human frozen brain tissue for use in mass spectrometry (MS) analysis. In addition, a specific MS analysis was used to analyze the phosphorylation status of tau protein in the brains of healthy subjects and Alzheimer's disease patients. From the results of predictive analysis, 181 phosphorylated amino acid sequences were identified. For a list of further identified peptides (smaller units that make up amino acids), a clear difference in phosphorylation status was detected for each peptide between healthy subjects and the brains of Alzheimer's disease patients.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題において、ヒト凍結脳からの効率的なタウタンパク質の抽出・純化方法、ならびにリン酸化部位解析法を確立した。その方法を用いて、健常者とアルツハイマー病患者脳におけるタウタンパク質のリン酸化の違いを、詳細にプロファイリングすることに成功した。
アルツハイマー病を代表としたタウタンパク質に異常を来す疾患は、患者数が非常に多く社会的に重要度の高い疾患にも関わらず、根本的な治療法が存在しない。本研究結果は、タウ関連疾患の重要な病態産物であるリン酸化タウタンパク質の疾患毎の形成機序や、リン酸化という現象をターゲットとした治療法への全く新しい側面のアプローチを提供できる可能性を秘めている。

Report

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

    (2 results)

All 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results)

  • [Journal Article] Generation of an ALS human iPSC line KEIOi001-A from peripheral blood of a Charcot disease-affected patient carrying TARDBP p.N345K heterozygous SNP mutation2020

    • Author(s)
      Leventoux Nicolas、Morimoto Satoru、Hara Kenju、Nakamura Shiho、Ozawa Fumiko、Mitsuzawa Shio、Akiyama Tetsuya、Nishiyama Ayumi、Suzuki Naoki、Warita Hitoshi、Aoki Masashi、Okano Hideyuki
    • Journal Title

      Stem Cell Research

      Volume: 47 Pages: 101896-101896

    • DOI

      10.1016/j.scr.2020.101896

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Brain transcriptome analysis links deficiencies of stress-responsive proteins to the pathomechanism of Kii ALS/PDC2020

    • Author(s)
      Satoru Morimoto, Mitsuru Ishikawa, Hirotaka Watanabe, Miho Isoda, Masaki Takao, Shiho Nakamura, Fumiko Ozawa, Yoshifumi Hirokawa, Shigeki Kuzuhara, Hideyuki Okano, Yasumasa Kokubo
    • Journal Title

      Antioxidants

      Volume: 9 Issue: 5 Pages: 423-423

    • DOI

      10.3390/antiox9050423

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2022-01-27  

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