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Elucidation of molecular mechanism of limb-girdle muscular dystrophy through comparative analysis of calpain-3 mutant mice

Research Project

Project/Area Number 26670166
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Pathological medical chemistry
Research InstitutionTokyo Metropolitan Institute of Medical Science

Principal Investigator

SHINKAI-OUCHI Fumiko  公益財団法人東京都医学総合研究所, 生体分子先端研究分野, 主任研究員 (00435710)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) SORIMACHI Hiroyuki  公益財団法人 東京都医学総合研究所, 生体分子先端研究分野, 分野長 (10211327)
ONO Yasuko  公益財団法人 東京都医学総合研究所, 生体分子先端研究分野, 副参事研究員 (20392376)
Research Collaborator SHINDO Mayumi  公益財団法人 東京都医学総合研究所, 基盤技術研究センター, 主席技術研究員
ITOH Yoshiki  公益財団法人 東京都医学総合研究所, 生体分子先端研究分野, 研修生
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2015: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords肢帯型筋ジストロフィー2A型 / カルパイン-3 / 骨格筋 / 筋成熟遅滞 / カルパイン3 / 筋ジストロフィー / 筋線維型 / 骨格筋の分化成熟 / 肢帯型筋ジストロフィー / カルパイン3 / プロテオミクス / カルパイン / プロテオーム解析 / 肢帯型筋ジストロフィー2A / ノックアウトマウス
Outline of Final Research Achievements

Limb-girdle muscular dystrophies (LGMD) exhibit progressive muscle weakness accompanied by degeneration of muscle fibers in the proximal muscle. LGMD2A type accounts for about 30% of LGMD and the responsible gene CAPN3 encodes for a skeletal muscle-specific calpain, an intracellular cysteine protease. Here we tried to elucidate the pathogenic molecular mechanism of LGMD2A by comparing two different mouse models of LGMD2A established by genetic modification of CAPN3. Both model animals, one lacks protease activity of CAPN3 but not the protein, namely, knock-in mouse, and another, CAPN3 knock-out mouse, showed a delay in maturation of muscle fiber. Detailed characterization of the phenomenon suggested that molecular components affected under these two conditions were different from each other. In summary, harmful effects of functional deficiency of CAPN3 in regeneration process induced by degeneration of skeletal muscle should be considered when exploring the pathology of LGMD2A.

Report

(5 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2018 2017 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (3 results) (of which Open Access: 3 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Remarks (5 results)

  • [Journal Article] Elucidation of the molecular mechanism of disease development due to calpain dysfunction-CALPAIN.2018

    • Author(s)
      Sorimachi H, Ono Y, Hata S, Shimakai-Ouchi F
    • Journal Title

      Impact

      Volume: 2018 Issue: 2 Pages: 74-76

    • DOI

      10.21820/23987073.2018.2.74

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] An eccentric calpain, CAPN3/p94/calpain-3.2016

    • Author(s)
      Ono, Y., Ojima, K., Shinkai-Ouchi, F., Hata, S., and Sorimachi, H.
    • Journal Title

      Biochimie

      Volume: 122 Pages: 169-87

    • DOI

      10.1016/j.biochi.2015.09.010

    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Predictions of Cleavability of Calpain Proteolysis by Quantitative Structure-Activity Relationship Analysis Using Newly Determined Cleavage Sites and Catalytic Efficiencies of an Oligopeptide Array.2016

    • Author(s)
      Shinkai-Ouchi F, Koyama S, Ono Y, Hata S, Ojima K, Shindo M, duVerle D, Ueno M, Kitamura F, Doi N, Takigawa I, Mamitsuka H, Sorimachi H.
    • Journal Title

      Mol Cell Proteomics

      Volume: 15 Issue: 4 Pages: 1262-1280

    • DOI

      10.1074/mcp.m115.053413

    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] カルパインの特性を規定する基質特異性の定量的構造活性相関解析2017

    • Author(s)
      大内 史子、小山傑、進藤 真由美、馬見塚拓、瀧川一学、尾嶋孝一、秦 勝志、小野 弥子、反町 洋之
    • Organizer
      日本農芸化学会2017年度大会
    • Place of Presentation
      京都女子大学(京都府京都市)
    • Year and Date
      2017-03-19
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  • [Presentation] カルパイン-1および-2の機能調節に関わる自己切断点2017

    • Author(s)
      大内 史子、進藤 真由美、秦 勝志、反町 洋之
    • Organizer
      第22回日本病態プロテアーゼ学会学術集会
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  • [Presentation] カルパイン3の筋線維の分化への影響の遺伝子改変マウスを用いた解析2017

    • Author(s)
      伊藤義城、大内史子、三上恭平、反町洋之
    • Organizer
      第22回日本病態プロテアーゼ学会学術集会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] カルパイン-1と-2の機能差を示唆するプロテアーゼドメイン内の自己分解2017

    • Author(s)
      大内 史子、進藤 真由美、秦 勝志、反町 洋之
    • Organizer
      ConBio2017
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] カルパインの基質部位の予測、第21回 日本病態プロテアーゼ学会2016

    • Author(s)
      2大内史子、小山傑、小野弥子、秦勝志、尾嶋孝一、進藤真由美、duVerle D., 土井奈緖子、瀧川一学、馬見塚拓、反町洋之
    • Organizer
      第21回 日本病態プロテアーゼ学会
    • Place of Presentation
      千里ライフサイエンスセンター(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2016-08-05
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Quantitative structure-acitivity relationship (QSAR) analysis of calpain substrate specificity---Can we predict cleavage by calpain?2016

    • Author(s)
      Shinkai-Ouchi F, Koyama S, Shindo M, Mamitsuka H, Ono Y, Sorimachi H.
    • Organizer
      FASEB Science Research Conferences, “The biology of Calpains in health and desease”
    • Place of Presentation
      米国 モンタナ州 ビッグスカイ
    • Year and Date
      2016-07-18
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      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Proteomic approach for elucidation of calpains’ substrate specificities2016

    • Author(s)
      Shinkai-Ouchi F, Koyama S, Shindo M, Hata S, Ono Y, Mamitsuka H, Sorimachi H
    • Organizer
      医学研国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      公益財団法人東京都医学総合研究所 (東京都世田谷区)
    • Year and Date
      2016-06-30
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] カルパイン3欠損型およびプロテアーゼ活性欠失変異型マウスの比較プロテオミクスによる肢帯型筋ジストロフィー2A型発症機序の解析2016

    • Author(s)
      大内史子、進藤真由美、伊藤義城、小野弥子、秦勝志、今西美知子、反町洋之
    • Organizer
      日本農芸化学会大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター、北海道札幌市
    • Year and Date
      2016-03-29
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 肢帯型筋ジストロフィー2A型のモデルとしてのカルパイン3ノックアウトおよびプロテアーゼ活性欠失変異型マウスの比較プロテオーム解析2015

    • Author(s)
      大内史子、進藤真由美、伊藤義城、小野弥子、秦勝志、今西美知子、反町洋之
    • Organizer
      病態プロテアーゼ学会
    • Place of Presentation
      ANAクラウンプラザホテルグランコート名古屋、愛知県名古屋市
    • Year and Date
      2015-08-21
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] カルパインの基質切断部位の特異席解明に向けた網羅的解析2015

    • Author(s)
      大内史子、進藤真由美、小野弥子、秦勝志、反町洋之
    • Organizer
      日本農芸化学会大会
    • Place of Presentation
      岡山大学 岡山市
    • Year and Date
      2015-03-27
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Muscle homeostasis modulated by calpains.2014

    • Author(s)
      Sorimachi H, Tonami K, Shinkai-Ouchi F, Hata S, Ojima K, Ono Y
    • Organizer
      XIVth Symposium on Proteases, Inhibitors and Biological Control.
    • Place of Presentation
      Portoroz, Slovenia
    • Year and Date
      2014-09-09
    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] カルパイン3ノックアウトマウス(CAPN3-KO)、プロテアーゼ活性欠失変異型マウス(CAPN3-CSKI)の表現型比較とCAPN3の非酵素的機能2014

    • Author(s)
      大内史子、小野弥子、秦勝志、今西美知子、反町洋之
    • Organizer
      病態プロテアーゼ学会
    • Place of Presentation
      千里ライフサイエンスセンター 大阪府豊中市
    • Year and Date
      2014-08-08
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Similarity and difference of substrate selectivities between two conventional calpains2014

    • Author(s)
      Shinkai-Ouchi F, Shindo M, Hata S, Ono Y, Sorimachi H
    • Organizer
      2014 Yosnei BK21plus-CBSM international joint symposium
    • Place of Presentation
      安東、大韓民国
    • Year and Date
      2014-06-20
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Calpain functions and muscle homeostasis/dystrophies2014

    • Author(s)
      Sorimachi H, Shinkai-Ouchi F, Tonami K, Ojima K, Doi N, Kitamura F, Hata S, Ono Y
    • Organizer
      2014 Yonsei BK21plus-Igakuken joint symposium
    • Place of Presentation
      延正大学、ソウル、大韓民国
    • Year and Date
      2014-06-19
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Remarks] CaMPDBーーCalpain for modulatory proteolysis

    • URL

      http://www.calpain.org/

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 東京都医学総合研究所 カルパインプロジェクト ホームページ

    • URL

      http://www.igakuken.or.jp/calpain/

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 東京都医学総合研究所カルパインプロジェクト ホームページ

    • URL

      http://www.igakuken.or.jp/calpain/

    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Remarks] 公益財団法人 東京都医学総合研究所 生体分子先端研究分野 カルパインプロジェクト ホームページ

    • URL

      http://www.igakuken.or.jp/calpain/

    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Remarks] 公益財団法人 東京都医学総合研究所 カルパインプロジェクトホームページ

    • URL

      http://www.igakuken.or.jp/calpain/

    • Related Report
      2014 Research-status Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2019-03-29  

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