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Elucidation of the onset mechanism of schizophrenia by focusing on the degradation system of carbonylated proteins.

Research Project

Project/Area Number 21K06652
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
Research InstitutionMeiji Pharmaceutical University

Principal Investigator

Koike Shin  明治薬科大学, 薬学部, 講師 (70751014)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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)
Keywordsカルボニル化タンパク質 / メチルグリオキサール / AGEs / 統合失調症 / タンパク質分解系 / カルボニルストレス / 精神疾患 / 神経変性疾患 / 終末糖化産物 / プロテアソーム / オートファジー / タンパク質分解
Outline of Research at the Start

近年、治療抵抗性統合失調症患者においてカルボニル化タンパク質の蓄積を伴う疾患群が同定された。しかし、これまでにカルボニルストレスを伴う統合失調症の発症機序は解明されていない。そこで本研究ではカルボニル化タンパク質の分解機構に注目して、この機構の機能不全がカルボニルストレスを伴う統合失調症の発症に関与する可能性を検証する。本検討では、精神疾患モデル動物や統合失調症患者由来iPS細胞におけるカルボニル化タンパク質分解系の機能を評価することで、カルボニルストレスを伴う治療抵抗性統合失調症の発症機序解明の礎となるデータの獲得を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Part of the degradation mechanism of carbonylated proteins in the brain has been clarified. In particular, the 20S proteasome was found to be the major degradation system. On the other hand, it was suggested that different mechanisms suppress the carbonylation of specific skeletal proteins. It has been reported that advanced glycation end products markedly accumulate in the blood of some schizophrenia patients. This study also examined iPS cells derived from schizophrenia patients and identified carbonylated proteins.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本検討で明らかとなった脳内におけるカルボニル化タンパク質分解機構の存在は、カルボニルストレスが関与する中枢系疾患の発症機序の解明に繋がる可能性がある。また、カルボニル化タンパク質分解機構の活性化剤は、カルボニルストレス性疾患の治療薬として有効であると思われる。本検討では統合失調症に注目した検討を行ったが、本検討結果は、カルボニルストレスが関与する末梢系の疾患に対しても新たな知見を与えるものである。また、本検討では、これまで明らかになっていない、未知のカルボニル化タンパク質消去機構の存在も示唆されたが、この分解機構を明らかにすることは、新たな内在的な抗カルボニルストレス機構の解明に繋がる。

Report

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

    (8 results)

All 2024 2023 2022 2021

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

  • [Journal Article] Novel Fluorometric Assay of Antiglycation Activity Based on Methylglyoxal-Induced Protein Carbonylation2023

    • Author(s)
      Koike Shin, Saito Yuna, Ogasawara Yuki
    • Journal Title

      Antioxidants

      Volume: 12 Issue: 12 Pages: 2030-2030

    • DOI

      10.3390/antiox12122030

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Plasma unconjugated bile acids as novel biomarker for schizophrenia2022

    • Author(s)
      Koike Shin、Miyaji Yusuke、Suzuki Kazuhiro、Miyashita Mitsuhiro、Itokawa Masanari、Arai Makoto、Ogasawara Yuki
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 634 Pages: 70-74

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.09.110

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Accumulation of Carbonyl Proteins in the Brain of Mouse Model for Methylglyoxal Detoxification Deficits2021

    • Author(s)
      Koike Shin、Toriumi Kazuya、Kasahara Sakura、Kibune Yosuke、Ishida Yo-ichi、Dan Takashi、Miyata Toshio、Arai Makoto、Ogasawara Yuki
    • Journal Title

      Antioxidants

      Volume: 10 Issue: 4 Pages: 574-574

    • DOI

      10.3390/antiox10040574

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Combined glyoxalase 1 dysfunction and vitamin B6 deficiency in a schizophrenia model system causes mitochondrial dysfunction in the prefrontal cortex2021

    • Author(s)
      Toriumi Kazuya、Berto Stefano、Koike Shin、Usui Noriyoshi、Dan Takashi、Suzuki Kazuhiro、Miyashita Mitsuhiro、Horiuchi Yasue、Yoshikawa Akane、Asakura Mai、Nagahama Kenichiro、Lin Hsiao-Chun、Sugaya Yuki、Watanabe Takaki、Kano Masanobu、Ogasawara Yuki、Miyata Toshio、Itokawa Masanari、Konopka Genevieve、Arai Makoto
    • Journal Title

      Redox Biology

      Volume: 45 Pages: 102057-102057

    • DOI

      10.1016/j.redox.2021.102057

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nrf2活性化剤によるメチルグリオキサール誘導性カルボニルストレスの軽減作用2024

    • Author(s)
      鶴留里梨、小池伸、鈴木俊宏、小笠原裕樹
    • Organizer
      日本薬学会第144回年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] メチルグリオキサール解毒障害による統合失調症様行動異常発現の分子機序解明2022

    • Author(s)
      鳥海和也、小池伸、段孝、鈴木一浩、宮下光弘、堀内泰江、小笠原裕樹、宮田敏男、糸川昌成、新井誠
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] メチルグリオキサール解毒障害による統合失調症様行動異常発現の分子機序解明2022

    • Author(s)
      鳥海和也、小池伸、段孝、鈴木一浩、宮下光弘、堀内泰江、小笠原裕樹、宮田敏男、糸川昌成、新井誠
    • Organizer
      第96回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Accumulation of Carbonyl Proteins in the Brain of Mouse Model for Methylglyoxal Detoxification Deficits2021

    • Author(s)
      Shin Koike, Sakura Kasahara, Kazuya Toriumi, Takashi Dan, Toshio Miyata, Makoto Arai, Yuki Ogasawara
    • Organizer
      日本メイラード学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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

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