| Project/Area Number |
22K07584
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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 52030:Psychiatry-related
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
中村 雅之 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (90332832)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 なつき 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 助教 (30755252)
新井 薫 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 助教 (70789536)
崎元 仁志 鹿児島大学, 医歯学域鹿児島大学病院, 助教 (80813667)
浦田 結嘉 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 助教 (90854670)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | chorein / mitophagy / IDH3A / RAD50 / MRE11 / ミトコンドリア / マイトファジー / ミトコンドリア膜電位消失 / 免疫沈降 / 質量分析 / 有棘赤血球舞踏病 |
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| Outline of Research at the Start |
有棘赤血球舞踏病 (ChAc) は稀な遺伝性神経変性疾患で、うつ病、統合失調症類似の幻覚妄想、強迫性障害などの精神症状を高率に生じる器質性精神障害であり、ChAcと精神障害との間に共通分子病態の存在があることが予想される。私達は、ChAcにはオートファジーの中でもミトコンドリアの恒常性維持に関わるマイトファジー不全を介した細胞死が関連し、加齢にも関与する可能性を予備的実験結果で得ている。今回の研究で、ChAcにおけるマイトファジーと神経変性という分子レベルの病態機序の解明と、ChAcの病態に関連する分子群と精神疾患との関連を明らかにしたい。
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| Outline of Annual Research Achievements |
有棘赤血球舞踏病 (ChAc) は、脳神経系では尾状核の萎縮を呈し、舞踏運動などの不随意運動に加え、てんかんや統合失調症類似の多彩な精神神経症状を伴い、 末梢血有棘赤血球症を来たす遺伝性神経変性疾患である。ChAcはVPS13A遺伝子の機能喪失性変異が病因であり、遺伝子産物choreinの機能が喪失する。CCCPによるミトコンドリア膜電位消失刺激によってミトコンドリア選択的オートファジーであるマイトファジーが誘発されることが知られているが、choreinをノックダウンした細胞ではミトコンドリア膜電位消失刺激によって細胞死が亢進することを見出した。培養細胞を用いて、CCCP刺激の有無によるchorein抗体をもちいた免疫沈降を行い、choreinとの共沈物について、質量分析を行なった。choreinと15の共沈タンパク質が示唆され、ウエスタンブロットによる検証を行った。その結果、IDH3A, MRE11, RAD50は免疫沈降法による共沈産物のウエスタンブロットによってCCCP刺激で結合が増加している可能性が示唆された。IDH3Aはクエン酸回路の一環であり、ミトコンドリアでのATP生成に関与している。ミトコンドリアが障害されているChAcモデルマウス精子においては、蛋白質レベルでのIDH3Aの発現が減少し、ミトコンドリア外膜のTOM20が増加していた。TOM20はミトコンドリア内にIDH3Aなどのミトコンドリア酵素をimportする作用を有している。choreinはメンブレンコンタクトサイトに局在することから、choreinがミトコンドリア障害時にIDH3Aとの結合を強化し、TOM20を介したミトコンドリア内への運搬などに関与していることが示唆された。MRE11, RAD50はDNA修復に関与することから、細胞死関連のDNA修復にも関与している可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
動物舎の移転などのため動物の飼育に遅れが生じている。また、他の研究にも動物実験が必要とさていることから本実験に必要なN数を揃えることが困難になっている。一方、マウス精子の研究から、chorein欠損とフェロトーシスとの関連を新たに見出しており、ミトコンドリア刺激がROS刺激になるため、それらの影響についての検討を加えていく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
一方、マウス精子の研究から、chorein欠損とフェロトーシスとの関連を新たに見出した。ChAcマウスはミトコンドリアの機能異常やTCAサイクルの異常などから精子無力症を呈する。CCCPによるミトコンドリア膜電位消失刺激は、フェロトーシスのROS刺激となる。ミトコンドリア刺激が活性酸素腫(ROS)を生成する刺激になるため、それらの影響についての検討を加えていく予定である。今回、新たにDNA修復と強い関連を持つMRE11, RAD50との共沈が明らかとなった。ROS刺激化でchoreinとこれらの結合が増強されることが示唆されている。MRE11, RAD50は、毛細血管拡張性運動失調症の原因遺伝子産物ATMと関連している。ATMはハンチントン病において線条体においてATM-p53経路の異常などが示唆されている。p53はフェロトーシスと関連が示されており、ChAcにおいてもこれらの分子の異常が病態と関連するかを解析する。
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