老化に伴い増加するエオシン陽性封入体の構成タンパク質同定と相分離の観察

• Project/Area Number: 22K19737
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
• Research Institution: Tokyo University of Pharmacy and Life Science
• Principal Investigator: 大滝 博和 東京薬科大学, 薬学部, 教授 (20349062)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 康 徳東 昭和大学, 医学部, 講師 (00571952)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: アミロイド / 視床 / 封入体 / 神経変性疾患 / プロテオミクス解析 / 非膜オルガネラ

Outline of Research at the Start

老化は生物誰しも避けて通ることができないイベントである。加齢の過程において，細胞は様々なストレスによりタンパク質の修飾受け，その細胞機能の変容を来す。神経系においてその変容は，認知，運動，感覚機能を低下させるだけでなく，多くの神経変性疾患の引き金や進展に関わることが示唆されている。当該研究は，老化に伴い増大するマウス視床の凝集体の本体とその凝集様式を明らかにすることにより，難治性疾患である筋硬直ジストロフィーに認められるエオシン陽性視床封入体の実体を解明することと疾患進行に至る神経機能変容を理解することを目的として行う。

Outline of Annual Research Achievements

当該研究は，老化に伴い増大するマウス視床の凝集体の本体とその凝集様式を明らかにす
ることにより，難治性疾患である筋硬直性ジストロフィーのエオシン陽性視床封入体の
実体を解明することと疾患進行に至る神経機能変容を理解することを目的として計画した．この目的を達成するために，(1)プロリンcis/trans異性化酵素(pin1)の遺伝子欠損マウス(KO)を用いベータアミロイド抗体陽性非膜オルガネラの実体の解明，(2)非膜オルガネラの形成過程の解明および(3)筋硬直性ジストロフィーのエオシン陽性視床封入体の実体を解明することと疾患進行に至る神経機能変容を患者の視床封入体の実体の解明をマイクロダイセクションとLC-MS/MSの組み合わせたプロテオミクス解析を中心に行う。応募者は，pin1 KOが老化伴い視床の神経細胞の細胞質にベータアミロイド抗体陽性凝集体を増大すると認めている。その凝集体は液－液相分離が形成に深く関わる非膜オルガネラの特徴を有する。更に筋硬直性ジストロフィー患者のエオシン陽性視床封入体がマウスの凝集体と病理組織学的特徴が一致することを見出している。このように当該研究は応募者の予備的研究結果をもとに見出され，pin1 KOによる凝集体の本体と形成過程を明らかにすることによりDMの視床封入体や神経機能の変容による病態の進展を明らかにしようとする萌芽な挑戦的研究である。当該年度はマウス視床のベータアミロイド陽性凝集体の本体を探索すべき150日齢から600日齢のマウスの視床を採取しウエスタンブロットによる解析を行った．特に．不溶性画分は内因性コントロールである可溶性タンパク質が検出されないことからこれらの解決のために，Stain-freeの方を用いた電気泳動バンドの総タンパク質量を持ちノーマライズする新しい定量法の確立を試みた．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当該年度に代表者の所属の変更があり，セットアップ等に通常より時間を要することとなった．現在は機器のセットアップ含め研究を開始できているが予定より遅れを生じている．

Strategy for Future Research Activity

Stain-freeの方を用いた電気泳動バンドの総タンパク質量を持ちノーマライズする新しい定量法の確立は終了した．今後は，日齢の異なる視床のRIPA可溶性画分と難溶性画分（Urea可溶化画分）を採取しベータアミロイドの定量を行うとともに免疫染色により，視床の凝集体と共存する被膜オルガネラに特有のタンパク質類との多重染色を試みる．

Research Products

• [Int'l Joint Research] The University of Texas(米国)
• [Journal Article] Intravenous immunoglobulin preparations attenuate lysolecithin-induced peripheral demyelination in mice and comprise anti-large myelin protein zero antibody (2023)
  • Author(s): Yuki Setoguchi, Akiko Hayashi, Ayami Kawada, Ayako Ibusuki, Daigo Yanaoka, Ryota Saito, Tomoko Ishibashi, Hiroaki Takimoto, Yoshihide Yamaguchi, Hirokazu Ohtaki, and Hiroko Baba
  • Journal Title: Proceedings of the Japan Academy, Series B Volume: 99 Issue: 2 Pages: 48-60
  • DOI: 10.2183/pjab.99.004
  • ISSN: 0386-2208, 1349-2896
  • Year and Date: 2023-02-10
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Downregulation of the gene expression of Cyp2c29 and Cyp3a11 by cecal ligation and puncture-induced sepsis is associated with interleukin-6 (2023)
  • Author(s): Ashino Takashi、Nakamura Yuki、Ohtaki Hirokazu、Iwakura Yoichiro、Numazawa Satoshi
  • Journal Title: International Immunopharmacology Volume: 117 Pages: 110039-110039
  • DOI: 10.1016/j.intimp.2023.110039
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of PACAP on Heat Exposure (2023)
  • Author(s): Suzuki Keisuke、Yamaga Hiroki、Ohtaki Hirokazu、Hirako Satoshi、Miyamoto Kazuyuki、Nakamura Motoyasu、Yanagisawa Kaoru、Shimada Takuya、Hosono Tomohiko、Hashimoto Hitoshi、Honda Kazuho、Dohi Kenji
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 24 Issue: 4 Pages: 3992-3992
  • DOI: 10.3390/ijms24043992
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Interleukin-6 regulates the expression of hepatic canalicular efflux drug transporters after cecal ligation and puncture-induced sepsis: A comparison with lipopolysaccharide treatment (2023)
  • Author(s): Takashi Ashino, Yuki Nakamura, Hirokazu Ohtaki, Yoichiro Iwakura, Satoshi Numazawa
  • Journal Title: Toxicology Letters Volume: 374 Pages: 40-47
  • DOI: 10.1016/j.toxlet.2022.12.003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mild-intensity running exercise recovered motor function by improvement of ankle mobility after unilateral brain injury of mice using three-dimensional kinematic analysis techniques (2023)
  • Author(s): Yoshikawa Akira、Ohtaki Hirokazu、Miyamoto Kazuyuki、Kim SungHyek、Hase Kazunori、Yoshida Makoto、Kamijo Shotaro、Kamimura Sawa、Koiwa Nobuyoshi、Izumizaki Masahiko
  • Journal Title: Brain Research Volume: 1798 Pages: 148160-148160
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2022.148160
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Hypercholesterolemic Dysregulation of Calpain in Lymphatic Endothelial Cells Interferes With Regulatory T-Cell Stability and Trafficking. (2022)
  • Author(s): T. Miyazaki, Y. Taketomi, T. Higashi, H. Ohtaki, T. Takaki, K. Ohnishi, M. Hosonuma, N. Kono, R. Akasu, S. Haraguchi, JR. Kim-Kaneyama, K. Otsu, H. Arai, M. Murakami, A. Miyazaki
  • Journal Title: Arterioscler Thromb Vasc Biol. Volume: 43 Issue: 2
  • DOI: 10.1161/atvbaha.122.317781
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Heatstroke-induced late-onset neurological deficits in mice caused by white matter demyelination, Purkinje cell degeneration, and synaptic impairment in the cerebellum. (2022)
  • Author(s): Miyamoto K, Nakamura M, Ohtaki H, Suzuki K, Yamaga H, Yanagisawa K, Maeda A, Yagi M, Hayashi M, Honda K, Dohi K
  • Journal Title: Scientic Reports Volume: 12 Issue: 1 Pages: 10598-10606
  • DOI: 10.1038/s41598-022-14849-9
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] New granule cells in the olfactory bulb are associated with high respiratory input in an enriched odor environment (2022)
  • Author(s): Kamimura Sawa、Masaoka Yuri、Yoshikawa Akira、Kamijo Shotaro、Ohtaki Hirokazu、Koiwa Nobuyoshi、Honma Motoyasu、Sakikawa Kei、Kobayashi Hitome、Izumizaki Masahiko
  • Journal Title: Neuroscience Research Volume: 182 Pages: 52-59
  • DOI: 10.1016/j.neures.2022.05.007
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] New granule cells in the olfactory bulb are associated with high respiratory input in an enriched odor environment. (2022)
  • Author(s): Masaoka, Y., Kamimura, S., Yoshikawa, A., Kamijo, S., Ohtaki, H., Koiwa, N., Honma, M., Sakikawa, K., Kobayashi, H., Izumizaki, M.
  • Organizer: 第45回日本神経科学大会
• [Presentation] Cis/trans-isomerase（Pin1）の欠損は神経変性疾患モデルとなりえるのか。～失敗から学ぶ研究の方法～ (2022)
  • Author(s): 大滝博和
  • Organizer: 第４９回昭和大学神経研究会
  • Invited
• [Presentation] Purkinje cell degeneration, demyelination, and synaptic impairment induced neurological deficits 3 weeks post heat exposure in a rodent model. (2022)
  • Author(s): Miyamoto K, Ohtaki H, Nakamura M, Suzuki K, Yamaga H, Yanagisawa K, Maeda A, Yagi M, Honda K, Dohi K.
  • Organizer: JSICM and KSCCM Joint Scientific Congress.
• [Presentation] マウス熱中症モデルを用いた熱中症後の小脳プルキンエ細胞・シナプス傷害の検討 (2022)
  • Author(s): 宮本和幸, 大滝博和, 柳沢薫, 山荷大貴, 中村元保, 鈴木佳恵輔, 八木正晴, 土肥謙二.
  • Organizer: 第49回日本集中治療医学会総会・学術集会
• [Presentation] マウス熱中症モデルを用いた体温調節機構の検討． (2022)
  • Author(s): 鈴木恵輔，宮本和幸，島田拓哉，柳澤薫，山荷大貴，中村元保，大滝博和，本田一穂，土肥謙二．
  • Organizer: 第25回日本脳低温療法・体温管理学会学術集会
• [Presentation] マウス熱中症モデルを用いた熱中症後の小脳白質・ Purkinje細胞・シナプス傷害の検討. (2022)
  • Author(s): 宮本和幸, 大滝博和, 中村元保, 島田拓哉, 柳沢薫, 山荷大貴, 鈴木恵輔, 本田一穂, 土肥謙二.
  • Organizer: 第50回日本救急医学会総会・学術集会
• [Presentation] Effect of pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP) on heat-stress. (2022)
  • Author(s): Suzuki K, Miyamaoto K, Ohtaki H, Yamaga H, Hirako S, Nakamura M, Yanagisawa K, Shimada T, Hashimoto H, Honda K, Dohi K.
  • Organizer: The 1st International Society for Bioactive Peptides Meeting/The 15th International Symposium on VIP, PACAP and Related Peptides (VPAC ISBAP 2022)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Heatstroke-induced late-onset neurological deficits in mice caused by white matter demyelination, Purkinje cell degeneration, and synaptic impairment in the cerebellum. (2022)
  • Author(s): MIYAMOTO K, OHTAKI H, YOSHIKAWA A, NAKAMURA M, SUZUKI K, YAMAGA H, YANAGISAWA K, SHIMADA T, HAYASHI M, HONDA K, DOHI K.
  • Organizer: Neuroscience2022 （SFN2022）
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Amyloid-positive particles in pin1 KO mice are resemble with eosinophilic thalamic body in human. (2022)
  • Author(s): OHTAKI H, ONO K, TANAKA M, SETOGUCHI Y, HAYASHI A, YOSHIKAWA A, KANG D, HONDA K, KAKITA A, UCHIDA T.
  • Organizer: Neuroscience2022 （SFN2022）
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Effect of human mesenchymal stem/progenitor cells derived from bone marrow on neuronal damages． (2022)
  • Author(s): Ohtaki H.
  • Organizer: The University of Texas RioGrande Valley Health Science Center Translational Research Seminar Series Fall 2022
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 豊かな嗅覚環境と嗅球と海馬の神経再生 (2022)
  • Author(s): 政岡ゆり, 上村佐和, 吉川輝, 上條翔太郎, 大滝博和, 小岩信義, 本間元康, 﨑川慶, 小林一女, 泉﨑雅彦.
  • Organizer: 第25回アロマテラピー学会
• [Presentation] Pin1KOマウスにおける視床に増加するβアミロイド陽性反応はエオシン陽性封入体に類似する。 (2022)
  • Author(s): 田中志弥，吉川輝，内田隆史，小野賢二郎，柿田明美，本田一穂，大滝博和.
  • Organizer: 第128回日本解剖学会総会・全国学術集会