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The effect of the Alzheimer's disease-related gene presenilin on intracellular calcium dynamics

Research Project

Project/Area Number 20K16532
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 52010:General internal medicine-related
Research InstitutionJuntendo University

Principal Investigator

Hori Atsushi  順天堂大学, 医療科学部, 助教 (50838373)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsアルツハイマー病 / カルシウム / プレセニリン / 遺伝子 / カルシウム動態 / iPS細胞 / プレセニリン蛋白 / 神経細胞
Outline of Research at the Start

アルツハイマー病(AD)は認知症の50-70 %を占める疾患である。ADの病態生理は明らかでなく、有効な予防法や治療法はない。家族性ADでは、プレセニリン遺伝子変異等が検出されているが、発症のメカニズムに定説はない。最近、AD患者の脳内電極からてんかん様異常興奮が観察された。一方、AD動物モデルでは、神経細胞内のCa動態異常が観察されているが、ヒト神経細胞を用いた詳細な検討はなされていない。本研究は、AD関連遺伝子変異を有するヒトiPS細胞由来神経細胞において異常興奮が起こるかどうかを検証し、その機序を明らかにすることを試みる。

Outline of Final Research Achievements

Alzheimer's disease (AD) accounts for most cases of dementia, but there are no fundamental treatments or medications for AD. Presenilin gene (PS1/PS2) mutations, which are frequently found in familial AD, are thought to be causal genes for AD. Presenilin is thought to be associated with intracellular calcium dynamics, but how presenilin is related to AD remains unclear. We found that abnormal Ca waves increased in neurons with mutant presenilin 1 (p.A246E, p.L286V, p.M146L) and demonstrated that this is associated with ryanodine receptor 2.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アルツハイマー病の原因として異常アミロイドタンパク質やタウタンパク質の蓄積が注目されているが、これらをもとに開発された治療薬はアルツハイマー病の根本的な治療に至っていない。近年、アルツハイマー病の脳内局所で異常興奮が記録され、アルツハイマー病との関連が注目されている。プレセニリンはアミロイドタンパク質の生成だけでなく、細胞内のカルシウム代謝にも関与する。本研究課題で、変異型プレセニリン1はリアノジン受容体アイソフォーム2と関与して細胞内の異常カルシウム発火を増加させることを見出した。アルツハイマー病の新たな機序として新しい治療法や治療薬の開発が促進されることが期待される。

Report

(6 results)
  • 2024 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Carvedilol suppresses ryanodine receptor-dependent Ca2+ bursts in human neurons bearing PSEN1 variants found in early onset Alzheimer’s disease2024

    • Author(s)
      Hori Atsushi、Inaba Haruka、Hato Takashi、Tanaka Kimie、Sato Shoichi、Okamoto Mizuho、Horiuchi Yuna、Paran Faith Jessica、Tabe Yoko、Mori Shusuke、Rosales Corina、Akamatsu Wado、Murayama Takashi、Kurebayashi Nagomi、Sakurai Takashi、Ai Tomohiko、Miida Takashi
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 19 Issue: 8 Pages: 0291887-0291887

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0291887

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Abnormal Cardiac Repolarization After Seizure Episodes in Structural Brain Diseases: Cardiac Manifestation of Electrical Remodeling in the Brain?2021

    • Author(s)
      Mori S, Hori A, Turker I, Inaji M, Bello-Pardo E, Miida T, Otomo Y, Ai T
    • Journal Title

      J Am Heart Assoc

      Volume: 10 Issue: 9

    • DOI

      10.1161/jaha.120.019778

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Novel Variants in the CLCN1, RYR2, and DCTN1 Found in Elderly Japanese Dementia Patients: A Case Series2021

    • Author(s)
      Atsushi Hori, Tomohiko Ai, Miwa Isshiki, Yumiko Motoi, Kouji Yano, Yoko Tabe, Nobutaka Hattori, Takashi Miida
    • Journal Title

      Geriatrics

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 14-14

    • DOI

      10.3390/geriatrics6010014

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 認知症患者で新たに発見されたCLCN1, RYR2及びDCTN1遺伝子変異: 認知症患者における遺伝子検査から得た教訓2020

    • Author(s)
      堀 敦詞, 藍 智彦, 本井 ゆみ子, 一色 美和, 田部 陽子, 平山 哲, 三井田 孝
    • Organizer
      第52回日本動脈硬化学会総会・学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] CRISPR Cas9 法による DEPDC5 欠損ヒト iPS 細胞の作製の試み2020

    • Author(s)
      堀 敦詞,藍 智彦,赤松 和土,三井田 孝
    • Organizer
      第60回日本臨床化学会年次学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] アルツハイマー病予防治療薬2023

    • Inventor(s)
      藍 智彦、三井田 孝、赤松 和土、堀 敦詞
    • Industrial Property Rights Holder
      藍 智彦、三井田 孝、赤松 和土、堀 敦詞
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2023-000610
    • Filing Date
      2023
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2026-01-16  

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