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Analyses for the new function of the neuropathy target esterase using genetically engineered mice.

Research Project

Project/Area Number 21K06847
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 48040:Medical biochemistry-related
Research InstitutionTokai University

Principal Investigator

Kimura Minoru  東海大学, 医学部, 客員教授 (10146706)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 畑中 朋美  城西大学, 薬学部, 教授 (10198749)
赤塚 尚子  東海大学, 医学部, 特定研究員 (20826317)
坂部 貢  千葉大学, 予防医学センター, 特任教授 (70162302)
加藤 明  東海大学, 医学部, 准教授 (70546746)
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: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords神経障害エステラーゼ / Transgenic Mice / Gene Knockout Mice / Brain Function / Behavior / Organophophate / lipid metabolism / PNPLA6 / Organophosphate / Purkinje cell / Sick House Syndrome / Autophaggy / Purkinje / 遺伝子操作マウス / リン脂質代謝 / 神経機能
Outline of Research at the Start

ヒト神経障害エステラーゼ(NTE)の劣性変異疾患の責任遺伝子に対応する、遺伝子変異マウスおよびNTE高発現マウスを複数系統作製している。 これらの遺伝子操作マウスの分子生物学的、組織学的、生理学的、行動学的解析に基づいて、個体レベルにおけるNTEの機能を解明するとともに、脂質代謝やオートファジーとの関連性にも注目し、NTEに結合するとされる有機リンによる神経障害やヒトNTE疾患治療のヒントを探る。

Outline of Final Research Achievements

Neuropathy target esterase (NTE) is a type of lysophospholipase whose amino acid sequence is well conserved across species, and mutations in its gene, PNPLA6, are found in the human motor function diseases. In addition, NTE covalently binds to organophosphorus and causes a variety of neurological symptoms with chemical changes of the complex. As a clue to the pathogenesis of these diseases, we generated six strains of mice with partial mutations in the vicinity of the active center of the NTE and conducted phenotypic analysis focusing on brain function in some of the strains. In our strains we examined, no homozygous mutant mice were born, suggesting that, as in the case of the large deletion knockout mice, a reduced normal NTE activity or a partially mutated NTE itself caused the early developmental abnormalities that resulted in embryonic lethality. Behavioral analysis of some lines of heterozygous partial NTE mutant mice showed reduced function in Rotarod and Open field tests.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

遺伝子名にあるPatatinはジャガイモなどの貯蔵タンパク質であり、脂肪酸を分解するリパーゼの活性を持つ。PNPLA群の遺伝子は複数種知られ、真核生物から原核生物にまで保存されている。脂質代謝酵素の発現量や分子の一部の変化によって個体の生存までが影響され、脳神経系の機能に影響を及ぼす可能性も示せたことは分子生物学あるいは生物進化学の上で極めて重要な発見と考える。また同様の変異をもつヒト疾患や有機リンの結合によって生じる種々の神経症状に対する発症機構を考え、同時に今後の治療法を探索するためのヒト疾患モデルマウスを提供できる成果を挙げられたことは社会的貢献度の高い成果となったと自負する。

Report

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

    (14 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] マウスを用いた動揺病を引き起こす前庭 ─ 視覚環境条件の探索とその予防へのアプローチ2024

    • Author(s)
      加藤明、中谷七海、志村史子、木村穣
    • Journal Title

      臨床環境医学

      Volume: 32 Pages: 77-84

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ヒト神経障害エステラーゼ遺伝子導入細胞の樹立と有機リンの影響について2023

    • Author(s)
      加賀谷徹、本杉奈美、水谷晃子、坂部貢、加藤明、田中正史、木村穣
    • Journal Title

      臨床環境医学

      Volume: 32 Pages: 18-27

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Potential UV-Protective Effect of Freestanding Biodegradable Nanosheet-Based Sunscreen Preparations in XPA-Deficient Mice2022

    • Author(s)
      Hatanaka Tomomi、Ramphai Khampeeraphan、Takimoto Shun、Kanda Hiromi、Motosugi Nami、Kimura Minoru、Mabuchi Tomotaka、Oyama Midori、Takeuchi Tomoharu、Okamura Yosuke
    • Journal Title

      Pharmaceutics

      Volume: 14 Issue: 2 Pages: 431-431

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics14020431

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Toward a New Risk Assessment System for Low-Dose/Low Dose/Rate Long Exposure to Radiation.2024

    • Author(s)
      Gondo, Y. Uchiyama, A., Yoneya, M., Tanaka, S., Komura, J.,Kimura, M., Ohno, M., Toki, H., Bando, M., Tsunoyama, Y., Matsumoto, Y., Maki, H and Shimada, Y
    • Organizer
      Biological Effects and Application of Radiation
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Simple and Effective Gamma-Ray Exposure System for Low-Dose-Rate Long Exposure to Mice.2024

    • Author(s)
      Gondo, Y and Kimura, M.
    • Organizer
      Biological Effects and Application of Radiation
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 神経障害エステラーゼ遺伝子操作マウスの解析2023

    • Author(s)
      木村穰, 赤塚尚子, 水谷晃子, 畑中朋美, 伊藤誠敏, 坂部 貢, 加藤明
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 動揺病を引き起こす前庭―視覚環境変化とその予防へのアプローチ2023

    • Author(s)
      加藤明、木村穰
    • Organizer
      第31回日本臨床環境医学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 前庭―視覚組み合わせ刺激が引き起こす動揺病症状と先行刺激による動揺病抑制2023

    • Author(s)
      Katoh, A., Nakaya, N., Shimura, F and Kimura, M
    • Organizer
      日本生理学会第100回記念大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 前庭―視覚組み合わせ刺激がマウスに食欲不振を引き起こす2023

    • Author(s)
      加藤明、木村穣
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 神経障害エステラーゼ遺伝子変異マウスの解析2022

    • Author(s)
      木村穣、赤塚尚子 、伊藤誠敏、坂部貢、畑中朋美、加藤 明
    • Organizer
      第69回日本実験動物学会総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 遺伝子操作マウスを用いた神経障害エステラーゼの遺伝子の機能解析2022

    • Author(s)
      木村穣、赤塚尚子 、坂部貢 、畑中朋美、加藤 明
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 神経障害エステラーゼのマウス脳における昨日2021

    • Author(s)
      木村穣、加藤明、赤塚尚子、伊藤正敏、坂部貢
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] フタル酸エステルの経費吸収におけるエステラーゼの機能解析2021

    • Author(s)
      畑中朋美、大山翠、武内智春、馬淵智生、木村穰
    • Organizer
      第29回日本臨床環境医学会学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 神経障害エステラーゼ活性および細胞増殖に対する有機リンの影響について2021

    • Author(s)
      加賀谷徹、本杉奈美、坂部貢、木村穣
    • Organizer
      第29回日本臨床環境医学会学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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

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