CADASIL型Notch3タンパク質の老化と毒性機序の解明

• Project Area: Prevention of brain protein aging and dementia
• Project/Area Number: 15H01551
• 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: Chiba University
• Principal Investigator: 伊藤 素行 千葉大学, 大学院薬学研究院, 教授 (20377906)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2016: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2015: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 認知症 / Notch / ゼブラフィッシュ / 脳神経疾患 / 老化 / CADASIL

Outline of Annual Research Achievements

CADASIL（cerebral autosomal dominant arteriopathy with subcortical infarcts and leukoencephalopathy）は大脳白質の病変を伴う遺伝性脳小血管病であり、30歳代からの片頭痛発作に始まり、50歳以降で進行性の認知症を発症する。1996年、CADASILの原因遺伝子がNotch3遺伝子であることが報告された（Joutel A, et al.Nature. 1996, 383, 707-10)が、現時点で有効な治療法は見つかっていない。CADASIL型Notch3変異による認知症発症メカニズムは、ミスセンス変異による変性タンパク蓄積が発症要因であると考えられているが、詳細な病態発症機序は不明である。我々は、Notchリガンド発現細胞とNotch3受容体発現細胞の共培養系を用い、複数のCADASIL型Notch3変異タンパク質の代謝を解析した。その結果、C185R変異タンパク質は、リガンド結合誘導性Notch3細胞外ドメイン分解自体は起こるが、野生型と比較してリソソーム依存性分解を受けにくいことが分かった。他方、C428S変異はリガンド結合誘導性Notch3細胞外ドメイン分解そのものを受けず、異なった代謝を示すことが明らかになった。従って、Notch3変異の種類により、Notch3タンパク質の蓄積機構には複数存在することがわかった。さらに、CADASILのin vivoモデルとして、Notch3 C680S変異ゼブラフィッシュを解析した結果、野生型と比較して脳容量減少と記憶障害を示すことが明らかとなり、新たなCADASIL病態モデルとな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] Mib1 modulates dynamin 2 recruitment via Snx18 to promote Dll1 endocytosis for efficient Notch signaling. (2016)
  • Author(s): Okano M, Matsuo H, Nishimura Y, Hozumi K, Yoshioka S, Tonoki A, Itoh M
  • Journal Title: Genes Cells Volume: 28 FEB Issue: 5 Pages: 1-17
  • DOI: 10.1111/gtc.12350
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Mindbomb 2 is dispensable for embryonic development and Notch signalling in zebrafish (2015)
  • Author(s): Mikami S, Nakaura M, Kawahara A, Mizoguchi T, Itoh M
  • Journal Title: Biol Open Volume: 4 Issue: 11 Pages: 1576-82
  • DOI: 10.1242/bio.014225
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Notch signal (2015)
  • Author(s): Mizoguchi T. Itoh M
  • Journal Title: 生体の科学 Volume: 66 Pages: 440-441
• [Presentation] Analysis of CADASIL mutant NOTCH3 degradation via ligand-receptor interaction (2016)
  • Author(s): 日浦智史、松本岳海、濱田孝樹、伊藤素行
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] Analysis of CADASIL mutant NOTCH3 accumulation and metabolic degradation (2016)
  • Author(s): 日浦智史、松本岳海、濱田孝樹、伊藤素行
  • Organizer: The 9 th Notch meeting
  • Place of Presentation: Lecture Hall in National Institute of Genetics (Mishima, Japan)
  • Year and Date: 2016-10-05
• [Presentation] CADASIL型NOTCH3タンパク質の代謝機構の解析 (2016)
  • Author(s): 日浦智史、松本岳海、濱田孝樹、伊藤素行
  • Organizer: 第15回 次世代を担う若手ファーマ・バイオフォーラム2016
  • Place of Presentation: 大阪大学大学院薬学研究科（吹田キャンパス）
  • Year and Date: 2016-09-10
• [Presentation] Mib1 promotes Dll1 endocytosis and Notch signaling through ubiquitination of Dynamin2 and Snx18. (2015)
  • Author(s): Makoto Okano, Hiromi Matsuo, Yuya Nishimura, Ledi Liu, Katsuto Hozumi, Saho Yoshioka, Ayako Tonoki, Motoyuki Itoh
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] Ubiquitination of Dynamin 2 and Snx18 by Mib1 promotes Dll1 endocytosis and Notch signaling. (2015)
  • Author(s): Makoto Okano, Hiromi Matsuo, Yuya Nishimura, Katsuto Hozumi, Saho Yoshioka, Ayako Tonoki, Motoyuki Itoh
  • Organizer: Notch meeting
  • Place of Presentation: Athens、Greek
  • Year and Date: 2015-10-07
  • Int'l Joint Research / Invited