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Establishment of a system to evaluate the Parkinson's disease-inducing potential of chemicals considering genetic predisposition

Research Project

Project/Area Number 22K17344
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 58020:Hygiene and public health-related: including laboratory approach
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

MIYARA Masatsugu  広島大学, 医系科学研究科(薬), 助教 (60816346)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsパーキンソン病 / 環境要因 / ドパミン神経細胞 / ミトコンドリア / グルコース
Outline of Research at the Start

パーキンソン病(PD)は、ドパミン神経細胞が選択的に死滅する神経変性疾患であり、遺伝的素因と環境要因の相互作用により発症すると考えられている。我々はこれまでに、低濃度PD関連化学物質によって引き起こされる細胞死は、「軽度ミトコンドリア機能障害」および「グルコース利用障害」の両条件が成立したときにのみ、認められる現象である可能性を見出している。本研究では、両条件のうちどちらか一方につながる遺伝的素因を有する場合、もう一方を引き起こす化学物質は低濃度曝露でもPDの環境要因になり得るのではないか、という考えに基づき、遺伝的素因を考慮した低濃度化学物質のPD誘発リスク評価系を構築することを目的とする。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we confirmed that the human mesencephalic-derived cell line LUHMES cells exhibit dopaminergic neuron-like phenotypes by inducing differentiation, and examined the conditions under which these cells were exposed to the mitochondrial neurotoxin MPP+. As a first step in identifying glucose utilization-related genes that control sensitivity to mild mitochondrial dysfunction, we extracted genes that show characteristic expression patterns in dopaminergic neurons. However, problems with the culture of LUHMES cells arose, and the evaluation system could not be established. On the other hand, although not initially planned, analysis using human neuroblastoma SH-SY5Y cells provided insight into the mechanism of cell death caused by both mild mitochondrial dysfunction and impaired glucose utilization.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、ゲノムワイド関連解析によりパーキンソン病(PD)の遺伝的素因(感受性遺伝子)が明らかになりつつあるが、PDの発症に強く寄与する決定的な環境要因(特に化学物質)はいまだ特定されていない。本研究では、遺伝的素因を考慮した低濃度化学物質のPD誘発リスク評価系構築には至らなかったが、その第一段階としてドパミン神経細胞において特徴的な発現パターンを示す遺伝子を抽出することができた。今後、抽出した遺伝子群の中からミトコンドリア神経毒に対する感受性を制御するグルコース利用関連遺伝子を特定し、上述の評価系を構築することができれば、PDの発症に関与する化学物質の特定につながることが期待される。

Report

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

    (11 results)

All 2024 2023 2022

All Presentation (11 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Presentation] パーキンソン病関連神経毒MPP+の毒性に関与するグルコース利用関連遺伝子の特定2024

    • Author(s)
      鈴木 楓大,宮良 政嗣,古武 弥一郎
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 低濃度パーキンソン病関連化学物質によるグルコース代謝促進とオートファジー機能低下2023

    • Author(s)
      宮良 政嗣,古武 弥一郎
    • Organizer
      フォーラム2023 衛生薬学・環境トキシコロジー
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] パーキンソン病関連神経毒によるp62核蓄積とp62核内機能の検討2023

    • Author(s)
      橋本 穂乃香,宮良 政嗣,桑原 由佳,津元 裕樹,三浦 ゆり,古武 弥一郎
    • Organizer
      フォーラム2023 衛生薬学・環境トキシコロジー
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] パーキンソン病関連神経毒MPP+の感受性に関与する遺伝子の探索2023

    • Author(s)
      鈴木 楓大,宮良 政嗣,古武 弥一郎
    • Organizer
      フォーラム2023 衛生薬学・環境トキシコロジー
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 慢性MPTPパーキンソン病モデルマウスの中脳黒質において発現変動を示す遺伝子の探索2023

    • Author(s)
      矢田 萌菜美,宮良 政嗣,岡田 奈都海,藤原 なつみ,橋本 穂乃香,古武 弥一郎
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 低濃度パーキンソン病関連化学物質によるオートファジー機能低下とp62核蓄積2022

    • Author(s)
      宮良 政嗣,古武 弥一郎
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] マウス初代培養神経細胞におけるパーキンソン病関連神経毒MPP+応答遺伝子の探索2022

    • Author(s)
      宮良 政嗣,岡田 奈都海,神田 美幸,田原 栄俊,古武 弥一郎
    • Organizer
      第61回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会 中国四国支部学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] MPTP慢性投与モデルマウスの中脳黒質における遺伝子発現変動解析2022

    • Author(s)
      矢田 萌菜美,宮良 政嗣,岡田 奈都海,橋本 穂乃香,藤原 なつみ,古武 弥一郎
    • Organizer
      第61回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会 中国四国支部学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] リソソームストレス応答性転写因子TFEBの核内消失経路の探索2022

    • Author(s)
      宮良 政嗣,石谷 聡基,古武 弥一郎
    • Organizer
      フォーラム2022 衛生薬学・環境トキシコロジー
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] パーキンソン病関連神経毒1BnTIQがオートファジー・リソソーム系に与える影響2022

    • Author(s)
      児島 有佑,宮良 政嗣,岡田 奈都海,古武 弥一郎
    • Organizer
      フォーラム2022 衛生薬学・環境トキシコロジー
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 飢餓・ミトコンドリア障害時におけるタンパク質不溶化のメカニズム解明2022

    • Author(s)
      高尾 紗亜,宮良 政嗣,渡辺 南海子,古武 弥一郎
    • Organizer
      フォーラム2022 衛生薬学・環境トキシコロジー
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2025-01-30  

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