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Elucidating the Mechanisms of Alzheimer's Disease Pathogenesis Using an In Vitro Dystrophic Neurite Model

Research Project

Project/Area Number 21H02815
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 51030:Pathophysiologic neuroscience-related
Research InstitutionJuntendo University

Principal Investigator

Sakurai Takashi  順天堂大学, 医学部, 教授 (70225845)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 内山 安男  順天堂大学, 医学部, 特任教授 (10049091)
岩田 淳  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (40401038)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Keywordsアルツハイマー病 / アミロイドβ / 小胞輸送障害 / オートファジー / βアミロイド
Outline of Research at the Start

アルツハイマー病の主要病理の1つである老人斑の近傍では、神経突起中の小胞輸送障害により膨化した変性神経突起が生じる。末梢へのタンパク質・脂質輸送やオートファジーの異常により神経機能障害をきたすと考えられるが、その発生機序や病態への関与は明らかでない。本研究ではin vitroで老人斑を再現し神経突起変性の過程を経時的に観察可能なモデルを用いて小胞輸送障害の機序を解析し、関連病態の解明を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Alzheimer’s disease is characterized by the presence of dystrophic and swollen neurites, which contain various vesicles and organelles, in the vicinity of senile plaques. Research suggests that dystrophic neurites contribute to tau aggregation and propagation within the neuronal network, potentially leading to neuronal cell death. However, the mechanisms underlying their formation and role in Alzheimer’s disease pathophysiology remain unclear. This study aims to address this gap by establishing an in vitro model using cultured hippocampal slices that reproduces plaque-like beta-amyloid aggregates, enabling time-lapse analysis of dystrophic neurites. We plan to use this model to elucidate the mechanisms of these neurites and their relationship with tau pathology in Alzheimer’s disease.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

アルツハイマー病は細胞外のアミロイドβ(Aβ)凝集体が引き金となりタウの細胞内凝集体からなる神経原線維変化を生じ神経細胞死に至るとするアミロイド仮説が有力である。神経細胞死の拡大は神経回路に沿って起こることからタウ凝集体の細胞間伝播が重要とされている。Aβを主要構成成分とする老人斑の周囲に生じる変性神経突起は、Aβとタウの接点としてタウ凝集体の形成と伝播促進の場となる可能性が示されている。in vitroモデルを用いて、変性神経突起発生の機序とタウ病理との関連を解析することは、今後の治療戦略開発のために重要な知見となることが期待される。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Nuclear SphK2/S1P signaling is a key regulator of ApoE production and Aβ uptake in astrocytes2024

    • Author(s)
      Komai Masato、Noda Yuka、Ikeda Atsuya、Kaneshiro Nanaka、Kamikubo Yuji、Sakurai Takashi、Uehara Takashi、Takasugi Nobumasa
    • Journal Title

      Journal of Lipid Research

      Volume: 65 Issue: 3 Pages: 100510-100510

    • DOI

      10.1016/j.jlr.2024.100510

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      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Specific AAV2/PHP.eB-mediated gene transduction of CA2 pyramidal cells via injection into the lateral ventricle2023

    • Author(s)
      Okamoto Kazuki、Kamikubo Yuji、Yamauchi Kenta、Okamoto Shinichiro、Takahashi Megumu、Ishida Yoko、Koike Masato、Ikegaya Yuji、Sakurai Takashi、Hioki Hiroyuki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 323-323

    • DOI

      10.1038/s41598-022-27372-8

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      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ex vivo analysis platforms for monitoring amyloid precursor protein cleavage2023

    • Author(s)
      Kamikubo Yuji、Jin Hao、Zhou Yiyao、Niisato Kazue、Hashimoto Yoshie、Takasugi Nobumasa、Sakurai Takashi
    • Journal Title

      Frontiers in Molecular Neuroscience

      Volume: 15 Pages: 1068990-1068990

    • DOI

      10.3389/fnmol.2022.1068990

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Lipid flippase dysfunction as a therapeutic target for endosomal anomalies in Alzheimer’s disease2022

    • Author(s)
      Kaneshiro Nanaka、Komai Masato、Imaoka Ryosuke、Ikeda Atsuya、Kamikubo Yuji、Saito Takashi、Saido Takaomi C.、Tomita Taisuke、Hashimoto Tadafumi、Iwatsubo Takeshi、Sakurai Takashi、Uehara Takashi、Takasugi Nobumasa
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 25 Issue: 3 Pages: 103869-103869

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.103869

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      第46回日本神経科学大会
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      上窪裕二, 周藝瑶, 櫻井隆
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      Neuroscience 2023, Washington DC, USA
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      第147回日本薬理学会関東部会
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      大久保洋平, 並木繁行, 浅沼大祐, 櫻井隆, 廣瀬謙造
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      第96回日本薬理学会年会
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  • [Presentation] 成体脳におけるセマフォリン3A発現を定量するELISAシステムの確立2022

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      古川涼音, 小林瑞季, 林克儀, 中村史雄, 櫻井隆, 五嶋良郎, 山下直也
    • Organizer
      第96回日本薬理学会年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Semaphorin3A-PlexinAシグナルがアミロイドβ前駆タンパク質の機能や代謝に与える影響2022

    • Author(s)
      関口拓己, 櫻井隆, 山下直也
    • Organizer
      第96回日本薬理学会年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Semaphorin3A-PlexinA シグナルによるアミロイドβ前駆タンパク質の機能及び代謝制御2022

    • Author(s)
      関口 拓己、櫻井 隆、山下 直也
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 1型代謝型グルタミン酸受容体とGABAB受容体における異種GPCR間複合体形成と双方向シグナル調節2022

    • Author(s)
      坂入 伯駿、上窪 裕二、田端 俊英、櫻井 隆
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 成体脳におけるセマフォリン3A発現を定量するELISAシステムの確立2022

    • Author(s)
      山下 直也、水谷 由衣、實木-高橋 葵、林 克儀、中村 史雄、櫻井 隆、五嶋 良郎
    • Organizer
      第95回日本薬理学会年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Axonal targeting of TrkA-APP complex via transcytosis2021

    • Author(s)
      Yamashita N, Sakurai T
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会 / CJK第1回国際会議
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      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hippocampal CA2 labeling with an AAV2/PHP.eB vector2021

    • Author(s)
      Okamoto K, Kamikubo Y, Yamauchi K, Okamoto S, Takahashi M, Ishida Y, Sakurai T, Koike M, Ikegaya Y, Hioki H
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会 / CJK第1回国際会議
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      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Experimental Models of Parkinson’s Disease. Methods in Molecular Biology, vol 23222021

    • Author(s)
      Kamikubo Y, Wakisaka K, Imai Y, Sakurai T
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      Humana, New York, NY.
    • ISBN
      9781071614945
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      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] 脳組織培養法を用いた神経機能の長期連続的な解析と病態再現モデルの構築

    • URL

      http://pharmacology.sakura.ne.jp/jp/research/HC_slice_res/HC_slice_res.html

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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