Drug discovery against ER stress by using a novel luminescence probe sensing ER environments
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20K06391
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
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| Research Institution | Shiga University of Medical Science |
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Principal Investigator |
守村 敏史 滋賀医科大学, 動物生命科学研究センター, 准教授 (20333338)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
漆谷 真 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (60332326)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 小胞体ストレス / ミスフォールド蛋白質 / 発光プローブ / ポリフェノール / 発光タンパク質 / 分子プローブ / ミスフォールディング / 食品機能性成分 / 小胞体 / protein folding / 低分子化合物 |
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| Outline of Research at the Start |
小胞体環境の悪化による小胞体ストレスの惹起は、家族性・孤発性を問わず多くの疾患の病理発症に深く関与している。この細胞病態は、小胞体内部の環境変化に起因するにも関わらず、実際の評価基準は細胞質及び核で起こるストレス反応の検出に依存している。それ故、私は小胞体内の環境変化をリアルタイムで検出できる実験系の確立に着手し、これまでにルシフェラーゼを用いた高感度・定量性に富むアッセイ系を確立した。本研究は、この新規プローブを利用し、小胞体ストレスに関連した疾患に対する適切な治療薬を確立する事を柱としている。
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| Outline of Annual Research Achievements |
小胞体は、膜蛋白質・分泌蛋白質の産生の場であると供に、細胞内カルシウムストアや脂質代謝器官としての機能を有する。ミスフォールドタンパク質の蓄積に伴う小胞体内環境の悪化は、小胞体ストレスをの原因となるばかりではなく、ミトコンドリアやリソソーム、プロテオソーなどその他の細胞内小器官の恒常性維持に大きな影響を及ぼす。私はこれまでに、小胞体内でミスフォールド化しその構造異常により活性低下が誘導される発光タンパク質をベースとした分子プローブを作成し、食品機能性成分より、抗小胞体ストレス効果を有する共通のベンゼン環骨格を有する6種の近縁ポリフェノールを、抗小胞体ストレスの候補薬として同定した。
これら薬剤について、ツニカマイシンによる小胞体ストレスや変異Myelin Protein Zero del506Tに対る細胞膜への輸送効果について確認してきたが、細胞膜への輸送促進に伴う機能回復を評価する事は、これまでの手法では困難である。そこで、機能が明らかな細胞膜タンパク質で、培養細胞で簡便に機能解析が可能な実験系を模索した。卵胞刺激ホルモン受容体(FSHR)は卵巣顆粒細胞に発現する膜タンパク質で、細胞外のアミノ酸置換により細胞膜への輸送の障害が生じることが報告されている。ヒト野生型FSHR及び疾患関連変異体をクローニングし、強制発現細胞での発現量を比較したところ、変異により構造の異常が原因と考えられる大幅な発現低下が観察された。次に野生型FSHRはG蛋白質共役型7回膜貫通受容体であることから、リガンド刺激に伴うcAMPの産生について、ルシフェラーゼレポーター遺伝子を用いて解明した。その結果cAMPの産生は受容体の発現依存的に観察され、同定済みポリフェノールによる変異タンパク質の機能回復を評価する事に応用可能であることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
これまでに同定した小胞体ストレスを軽減するポリフェノールの効果について、ツニカマイシンと変異Myelin Protein Zeroの2つのストレスでしか検証が進んでおらず、類似のポリフェノールの抗小胞体ストレスの効果の検証が未実施である。また小胞体ストレスに起因する疾患モデル動物を用いた生体内での効果についても着手できなかった為。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、研究実績の概要にも記したFSHRの活性評価系を用い、抗小胞体ストレス薬として同定済みのポリフェノールの効果を、変異FSHRの機能回復の点から検証を進める。また、小胞体内でミスフォールド化する既知のタンパク質の構造改善効果を生化学的手法により解明する。次に、同定済みのポリフェノールに構造上近縁の化合物について、私が開発した発光タンパク質プローブを用いて検索を進めより活性の高い化合物の同定を進め、細胞を用いた一連の成果の論文化を目指す。
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Report
(3 results)
Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Conformational change of RNA-helicase DHX30 by ALS/FTD-linked FUS induces mitochondrial dysfunction and cytosolic aggregates2022
Author(s)
Hikiami R, Morimura T, Ayaki T, Tsukiyama T, Morimura N, Kusui M, Wada H, Minamiyama S, Shodai A, Asada-Utsugi M, Muramatsu SI, Ueki T, Takahashi R, Urushitani M.
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Journal Title
Scxeintific Reports
Volume: 12
Issue: 1
Pages: 16030-16046
DOI
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Peer Reviewed / Open Access
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