パーキンソン病原因遺伝子産物VPS13Cによるオートファジー制御機構の解明
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20K07910
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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 52020:Neurology-related
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
柴 佳保里 順天堂大学, 大学院医学研究科, 准教授 (30468582)
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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 |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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)
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| Keywords | VPS13 / Parkinson's disease / 遺伝性パーキンソン病 / VPS13C / オートファジー / PINK1 / Parkin |
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| Outline of Research at the Start |
パーキンソン病（PD）はアルツハイマーに次いで2番目に頻度の高い神経変性疾患であり、高齢化社会を迎えた本国において、予防法や治療法の開発は急務である。本研究では、PD発症機序解明のため、遺伝性PD病原因遺伝子産物であるVPS13Cの機能解析を行う。詳細には、VPS13C相互作用分子の同定とオートファジー・リソソーム系分解機構におけるVPS13C役割をハエモデル、ヒト培養細胞、iPS由来ドパミン神経細胞を併用して明らかにする。本研究成果は、VPS13CにリンクするPD発症機構、及び、オートファジー機構の理解に貢献するものと考えられる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
VPS13Cは遺伝性潜性パーキンソン病原因遺伝子である。我々は、その原因遺伝子産物の機能解析からパーキンソン病発症機序の解明を目指している。本年度はショウジョウバエ（以下、ハエ）を用いて、VPS13の生理的機能における解析とVPS13と既知パーキンソン病原因遺伝子間の遺伝的相互作用スクリーニングを行った。
生理的機能解析では、内在性VPS13が、エンドサイトーシス活性が高い心膜腎細胞に発現していることを見いだした。それ故、VPS13ノックアウト（KO)成虫の心膜腎細胞における微細構造を電子顕微鏡で観察した。その結果、心膜腎細胞が有するα小胞数に変化はないものの、VPS13KOでは野生型と比較して小胞サイズが拡大していた。前年度までに、VPS13 KOにおいてシナプス小胞の肥大化を見いだしていることから、VPS13は小胞膜サイズを制御している可能性が示唆された。
遺伝的相互作用スクリーニングに関しては、まずパーキンソン病発症に関与するαシヌクレインの凝集化へのVPS13の関与の有無を検討した結果、優位な影響は検出できなかった。さらに既知パーキンソン病原因遺伝子間の遺伝的相互作用の検討結果、脂質修飾に関与する遺伝子を同定した(未発表のため、名称は伏せる)。本パーキンソン病遺伝子を全身、または神経特異的でノックダウンすると致死になるが、VPS13 KOバックグランドハエにおいては、全身・神経特異的ノックダウンのいずれも羽化した。VPS13は脂質輸送に関与することが報告されているので、同様の分子経路で機能している可能性が考えられた。今後、培養細胞を用い、両遺伝子の分子相互作用について解析を進める予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ショウジョウバエを用いて、VPS13Cの生理学的役割について一部明らかにできた。また、遺伝学的相互作用する新規分子の同定と、VPS13とαシヌクレインとの関与についても明らかにできた。今後、両分子間の分子機構の解析を進める予定であるが、KO培養細胞の樹立やベクターなどのマテリアルの準備も完了している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、VPS13とスクリーニングで同定した既知パーキンソン病原因遺伝子との分子相互作用について解析を進める予定である。まず、VPS13KOで表現型が得られているハエ心膜腎細胞において、既知パーキンソン病原因遺伝子がどのように修飾するのかを検討する。また、培養細胞を用いて両遺伝子の局在や、VPS13Cが局在するリソソームへの影響なども合わせて確認する予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(10 results)
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[Journal Article] Pathophysiological evaluation of the LRRK2 G2385R risk variant for Parkinson’s disease.2022
Author(s)
Tezuka T, Taniguchi D, Sano M, Shimada T, Oji Y, Tsunemi T, Ikeda A, Li Y, Yoshino H, Ogata J, Shiba-Fukushima K, Funayama M, Nishioka K, Imai Y, Hattori N.
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Journal Title
NPJ Parkinsons Dis.
Volume: 8
Issue: 1
Pages: 97-97
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] α-Synuclein V15A variant in familial Parkinson's disease exhibits a weaker lipid-binding property.2022
Author(s)
Daida K, Shimonaka S, Shiba-Fukushima K, Ogata J, Yoshino H, Okuzumi A, Hatano T, Motoi Y, Hirunagi T, Katsuno M, Shindou H, Funayama M, Nishioka K, Hattori N, Imai Y.
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Journal Title
Mov Disord.
Volume: 37
Issue: 10
Pages: 2075-2085
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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