in vivoの核の分解過程に着目した新しい細胞死経路の探索

• Project Area: Homeostatic Regulation by Various Types of Cell Death
• Project/Area Number: 15H01388
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 小池 正人 順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80347210)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2016: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2015: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: 細胞死 / プルキンエ細胞 / カテプシンD / オートファジー / 小脳変性 / 核酸分解酵素 / ネクロプトーシス / 低酸素脳虚血障害 / 神経変性疾患 / CAD / ノックアウトマウス / cFLIP

Outline of Annual Research Achievements

プルキンエ細胞特異的にカテプシンDおよびAtg7を欠損させたマウス(CTSDF/F; GluD2-CreおよびAtg7F/F; GluD2-Cre)は共にプルキンエ細胞の変性を来すが、変性中の神経細胞はTUNELや活性化カスパーゼ-3、-9が陰性であった。一方全身性のカテプシンD欠損マウスに見られる海馬錐体細胞の細胞死についてはTUNEL陽性であり、その一部は活性型カスパーゼ-3が陽性であった。電子顕微鏡観察においては、変性過程の電子密度の高いカテプシンD欠損プルキンエ細胞、Atg7欠損プルキンエ細胞の両者において、典型的なクロマチンの凝集像が見られなかった。このことは、これらプルキンエ細胞はカスパーゼ非依存的な細胞死の経過を取ること示すとともに、カテプシンD欠損マウスではその神経系の部位により変性過程のメカニズムが異なることを示している。さらに、変性に伴うグリアの活性化を、GFAPおよびIba1染色で検討したところ、ミクログリアの活性化は細胞死が起こる時期に一時的に認められるにすぎないのに対し、バーグマングリアの活性化はプルキンエ細胞が消失後にも持続することが明らかとなった。加えて、プルキンエ細胞特異的カテプシンDおよびAtg7欠損マウス小脳変性の時間経過を検討したところ、前者のほうが後者より約1ヶ月早く変性が起こることが分かった。プルキンエ細胞特異的カテプシンD欠損プルキンエ細胞では異常なリソソーム、オートファゴソームの蓄積が顕著であり、これらが変性を加速させている可能性が示唆された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Morphological process of podocyte development revealed by block-face scanning electron microscopy (2017)
  • Author(s): Ichimura, K., Kakuta, S., Kawasaki, Y., Miyaki, T., Nonami, T., Miyazaki, N., Enomoto, S., Arai, S., Koike, M., Murata, K., Sakai, T
  • Journal Title: J. Cell Sci. Volume: 130 Pages: 12-23
  • DOI: 10.1242/jcs.187815
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] <b>Induction of Autophagy in the Hippocampus after Hypoxic Ischemic Injury to Neonatal </b><b>Rats </b> (2017)
  • Author(s): Koike, M., Kawahara, A., Shibata, M., Uchiyama, Y.
  • Journal Title: Archives of Histology and Cytology Volume: 77 Issue: 1 Pages: 13-23
  • DOI: 10.1679/aohc.77.13
  • NAID: 130005397009
  • ISSN: 0914-9465, 1349-1717
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Mice lacking BCAS1, a novel myelin-associated protein, display hypomyelination, schizophrenia-like abnormal behaviors, and up-regulation of inflammatory genes in the brain. (2017)
  • Author(s): Ishimoto, T., Ninomiya, K., Inoue, R., Koike, M., Uchiyama, Y., Mori, H.
  • Journal Title: GLIA Volume: 65 Issue: 5 Pages: 727-739
  • DOI: 10.1002/glia.23129
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Suppression of ischemia-induced hippocampal pyramidal neuron death by hyaluronan tetrasaccharide through inhibition of Toll-like receptor 2 signaling pathway (2016)
  • Author(s): Sunabori, T., Koike, M., Asari, A., Oonuki, Y., Uchiyama, Y
  • Journal Title: Am. J. Pathol. Volume: 186 Issue: 8 Pages: 1243-1251
  • DOI: 10.1016/j.ajpath.2016.03.016
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional links between SQSTM1 and ALS2 in the pathogenesis of ALS: Cumulative impact on the protection against mutant SOD1-mediated motor dysfunction in mice (2016)
  • Author(s): Hadano, S., Mitsui, S., Pan, L., Otomo, A., Kubo, M., Sato, K., Ono, S., Onodera, W., Abe, K., Koike, M., Uchiyama, Y., Aoki, M., Warabi, E., Yamamoto, M., Ishii, T., Yanagawa, T., Shang, HF., Yoshii, F
  • Journal Title: Hum. Mol. Genet. Volume: 25 Issue: 15 Pages: 3321-3340
  • DOI: 10.1093/hmg/ddw180
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Lysosomal storage of subunit c of mitochondrial ATP synthase in brain-specific ATP13a2-deficient mice (2016)
  • Author(s): Sato, S., Koike, M., Funayama, M., Ezaki, J., Fukuda, T., Ueno, T., Uchiyama, Y., Hattori, N
  • Journal Title: Am. J. Pathol. Volume: 186 Issue: 12 Pages: 3074-3082
  • DOI: 10.1016/j.ajpath.2016.08.006
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Differential roles of NF-Y transcription factor in ER chaperone expression and neuronal maintenance in the CNS (2016)
  • Author(s): Yamanaka, T., Tosaki, A., Miyazaki, H., Kurosawa, M., Koike, M., Uchiyama, Y., Maity, SN., Misawa, H., Takahashi, R., Shimogori, T., Hattori, N., Nukina, N.
  • Journal Title: Sci. Rep. Volume: 6 Issue: 1 Pages: 34575-34575
  • DOI: 10.1038/srep34575
  • NAID: 120006349326
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The ATG conjugation systems are important for degradation of the inner autophagosomal membrane (2016)
  • Author(s): Tsuboyama, K., Koyama-Honda, I., Sakamaki, Y., Koike, M., Morishita, H., Mizushima, N
  • Journal Title: Science Volume: 654 Issue: 6315 Pages: 1036-1041
  • DOI: 10.1126/science.aaf6136
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neuroprotection by selective neuronal deletion of autophagy-related gene ATG7 in neonatal brain injury (2016)
  • Author(s): Xie, C., Ginet, V., Sun, Y., Koike, M., Zhou, K., Li, T., Li, H., Li, Q., Wang, X., Uchiyama, Y., Truttmann, AC., Kroemer, G., Puyal, J., Blomgren, K., Zhu, C
  • Journal Title: Autophagy Volume: 12 Issue: 2 Pages: 410-423
  • DOI: 10.1080/15548627.2015.1132134
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The ablation of mitochondrial protein phosphatase pgam5 confers resistance against metabolic stress (2016)
  • Author(s): Sekine S., Yao, A., Hattori, K., Sugawara, S., Naguro, I., Koike, M., Uchiyama, Y., Takeda, K., Ichijo, H
  • Journal Title: EBioMedicine Volume: 6 Pages: 82-92
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2016.01.031
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] <b>A specific tripeptidyl substrate for tripeptidyl peptidase activity is effectively hydrolyzed by alanyl aminopeptidase/</b><b>aminopeptidase N/CD13 in the rat kidney </b> (2016)
  • Author(s): Shibata, M., Koike, M., Kusumi, S., Sato, N., Uchiyama, Y
  • Journal Title: Archives of Histology and Cytology Volume: 76 Issue: 1 Pages: 1-8
  • DOI: 10.1679/aohc.76.1
  • NAID: 130005131324
  • ISSN: 0914-9465, 1349-1717
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Macroautophagy is essential for killing of intracellular Burkholderia pseudomallei in human neutrophils. (2015)
  • Author(s): Rinchai D, Riyapa D, Buddhisa S, Utispan K, Titball RW, Stevens MP, Stevens JM, Ogawa M, Tanida I, Koike M, Uchiyama Y, Ato M, Lertmemongkolchai G.
  • Journal Title: Autophagy Volume: 11 Issue: 5 Pages: 748-755
  • DOI: 10.1080/15548627.2015.1040969
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] VPS29-VPS35 intermediate of retromer is stable and may be involved in the retromer complex assembly process. (2015)
  • Author(s): Fuse A, Furuya N, Kakuta S, Inose A, Sato M, Koike M, Saiki S, Hattori N
  • Journal Title: FEBS Lett. Volume: 589 Issue: 13 Pages: 1430-1436
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2015.04.040
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Human herpesvirus 6A U14 is important for virus maturation. (2015)
  • Author(s): Mori, J., Tang, H., Kawabata, A., Koike, M., Mori, Y
  • Journal Title: J Virol Volume: 90 Issue: 3 Pages: 1677-1681
  • DOI: 10.1128/jvi.02492-15
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ethambutol neutralizes lysosomes and causes lysosomal zinc accumulation. (2015)
  • Author(s): Yamada D, Saiki S, Furuya N, Ishikawa K, Imamichi Y, Kambe T, Fujimura T, Ueno T, Koike M, Sumiyoshi K, Hattori N
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: 471 Issue: 1 Pages: 109-116
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.01.171
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] ゴルジ体酸性環境不全に起因する病態発症機序の解明 (2017)
  • Author(s): 曽高友深、角田宗一郎、前田裕輔、木下タロウ、渡辺雅彦、崎村建司、内山安男、小池正人
  • Organizer: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 長崎大学医学部
  • Year and Date: 2017-03-31
• [Presentation] 中枢神経系特異的ゴルジ体機能不全モデルマウスの形態学的解析 (2017)
  • Author(s): 小池正人
  • Organizer: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 長崎大学医学部
  • Year and Date: 2017-03-31
  • Invited
• [Presentation] 酸性pH感受性緑色蛍光タンパク質pHluorinを用いたマイトファジーモニタープローブの作成 (2017)
  • Author(s): 谷田以誠、小池正人
  • Organizer: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 長崎大学医学部
  • Year and Date: 2017-03-30
• [Presentation] 髄鞘形成におけるリソソーム膜タンパク質LAMTOR1の役割 (2017)
  • Author(s): 砂堀毅彦、名田茂之、岡田雅人、内山安男、小池正人
  • Organizer: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 長崎大学医学部
  • Year and Date: 2017-03-29
• [Presentation] The role of autophagy and lysosomal proteolysis for the maintenance of the normal environment of central nervous system (2017)
  • Author(s): Masato Koike
  • Organizer: KOB (Kyushu Oral Biology)2017
  • Place of Presentation: 九州大学歯学部
  • Year and Date: 2017-02-11
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Visualization of the autophagosomal maturation: The ATG-conjugation systems are important for degradation of the inner autophagosomal membrane (2016)
  • Author(s): kuko Koyama-Honda, Kotaro Tsuboyama, Yuriko Sakamaki, Masato Koike, Hideaki Morishita, Noboru Mizushima
  • Organizer: ASCB 2016 annual meeting
  • Place of Presentation: 米国 サンフランシスコ
  • Year and Date: 2016-12-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 冬虫夏草/コルジセピンの神経保護及び寿命延長作用 (2016)
  • Author(s): 田畑 幸司、伊藤 章悟、園田 純矢、高倉 健太郎、長井 薫、塩崎 元子、柴田 昌宏、小池 正人、内山 安男、後藤 隆洋
  • Organizer: 第39回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-07-20
• [Presentation] カテプシンDおよびAtg7欠損に伴うプルキンエ細胞変性軸索におけるAtg9A陽性の膜構造物の検討 (2016)
  • Author(s): 小池正人、柴田昌宏、砂堀毅彦、山口隼司、内山安男
  • Organizer: 第39回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-07-20
• [Presentation] 光顕と電顕を繋ぐために必要なpracticalな技術 (2016)
  • Author(s): 小池正人
  • Organizer: 日本解剖学会関東支部懇話会
  • Place of Presentation: 東京大学医学部
  • Year and Date: 2016-07-09
  • Invited
• [Presentation] Cellular localization and tissue distribution of endogenous DFCP1 protein (2016)
  • Author(s): Koike, M., Nanao, T., Yamaguchi, J., Sasaki, M., Uchiyama, Y
  • Organizer: 第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: ビッグパレットふくしま（福島県郡山市）
  • Year and Date: 2016-03-28
• [Presentation] オリゴデンドロサイト分化における mTORC1活性化の意義 (2016)
  • Author(s): 砂堀毅彦、名田茂之、岡田雅人、内山安男、小池正人
  • Organizer: 第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: ビッグパレットふくしま（福島県郡山市）
  • Year and Date: 2016-03-28
• [Presentation] 糸球体足細胞における突起とスリット膜の発生過程 (2016)
  • Author(s): 市村浩一郎、角田宗一郎、川崎優人、小池正人、坂井建雄
  • Organizer: 第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: ビッグパレットふくしま（福島県郡山市）
  • Year and Date: 2016-03-28
• [Presentation] ゴルジ体の形成異常に起因する神経病態発症機序の解明 (2016)
  • Author(s): 曽高友深、角田宗一郎、前田祐輔、木下タロウ、渡辺雅彦、崎村建司、内山安 男、小池正人
  • Organizer: 第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: ビッグパレットふくしま（福島県郡山市）
  • Year and Date: 2016-03-28
• [Presentation] 類鼻疽菌に感染した好中球に誘導されるオートファジー関連構造体についての解析 (2016)
  • Author(s): 谷田以誠、Darawan Rinchai、小川道永、小池正人、内山安男、Ganjana Lertmemongkolchai、阿戸学
  • Organizer: 第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: ビッグパレットふくしま（福島県郡山市）
  • Year and Date: 2016-03-28
• [Presentation] An immunoelectron microscopy protocol for high resolution endogenous LC3 localization (2016)
  • Author(s): Ann De Maziere、Suzanne van Dijk、Masato Koike、Cilia de Heus、 Judith Klumperman
  • Organizer: Gordon Research Conference Autophagy in Stress, Development & Disease
  • Place of Presentation: ヴェンチュラ（アメリカ）
  • Year and Date: 2016-03-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] オメガソームマーカーDFCP1の内在性分子の細胞内局在と組織分布 (2015)
  • Author(s): 小池正人、七尾友久、山口隼司、内山安男
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Presentation] 転写因子NF-Yの機能欠損は細胞種特異的な神経変性病態を示す (2015)
  • Author(s): 山中智行、戸崎麻子、宮崎晴子、黒澤大、小池正人、内山安男、Sankar N Maity、三澤日出巳、服部信孝、貫名信行
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Presentation] 変異SOD1発現ALSマウスモデルの運動ニューロン変性はNrf2ではなく、p62/SQSTM1の機能喪失により悪化する (2015)
  • Author(s): 三井駿、久保瑞希、潘雷、大友麻子、小池正人、内山安男、青木正志、山本 雅之、石井哲郎、柳川徹、Hui-Fang Shang、吉井文均、秦野伸二
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Presentation] Cellular localization and tissue distribution of endogenous DFCP1 protein (2015)
  • Author(s): Koike, M., Nanao, T., Yamaguchi, J., Sasaki, M., Uchiyama, Y
  • Organizer: 第67回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • Year and Date: 2015-06-30
• [Remarks] 順天堂大学大学院医学研究科神経機能構造学
  • URL: http://www.juntendo.ac.jp/graduate/laboratory/labo/shinkei_kozo/