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Tau aggregation and toxicity in a Drosophila model

Publicly Offered Research

Project AreaPrevention of brain protein aging and dementia
Project/Area Number 17H05703
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

飯島 香奈絵 (安藤香奈絵)  首都大学東京, 理学研究科, 准教授 (40632500)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywordsアルツハイマー病 / タウ / 神経変性疾患 / ショウジョウバエモデル / 脳神経疾患 / 神経科学 / タウタンパク質 / タンパク質凝集 / 微小管結合タンパク質タウ / タンパク質分解 / 疾患モデルショウジョウバエ / ショウジョウバエ疾患モデル
Outline of Annual Research Achievements

微小管結合タンパク質タウは、アルツハイマー病を始め一群の神経変性疾患脳で様々な修飾を受け構造変化を起こして蓄積しており、それが神経細胞死を引き起こすと考えられている。しかしタウのどのような変化がその蓄積と神経細胞死につながるのかは明らかではない。
本研究では、そのタウの凝集と毒性の関係をin vivoで明らかにするため、凝集性が変異することが知られる変異を導入したタウを発現するトランスジェニックショウジョウバエを7種類作成し、それらによる細胞死の程度を比較した。すると、特にCys291とCys322 のAla置換変異(C291/322A)により、タウの神経細胞死が抑えられることを見出した。またC291/322A変異の導入により、タウのタンパク質量が減少しており、分解が早まることが示唆された。マウス初代培養神経細胞でも、C291/322Aタウは、野生型タウより分解されやすいことがわかった。培養神経細胞内で、タウはCys291とCys322を介してジスルフィド結合を形成していたので、ジスルフィド結合がタウの安定性に関わると考えられた。
Cys291/Cys322 はダイマー形成の促進によりタウ毒性に関わることが報告されている。しかし、本研究でみられたC291/322Aによる神経細胞死の抑制は、ダイマー形成よりむしろタウモノマーの安定性を減少させるという、新規な経路であることが示唆された。これらより、神経細胞内でタウのシステインを介したジスルフィド結合が増加することで、タウの量が増加し、細胞死が引き起こされることが示唆された。タウのジスルフィド結合は酸化ストレスによって増加するため、本研究はタウのジスルフィド結合が酸化ストレスと神経変性疾患発症をつなぐメカニズムである可能性を示した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Cyclin-dependent kinase 5 promotes proteasomal degradation of the 5-HT1A receptor via phosphorylation2019

    • Author(s)
      Takahashi Miyuki、Kobayashi Yuki、Ando Kanae、Saito Yumiko、Hisanaga Shin-ichi
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 510 Issue: 3 Pages: 370-375

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.01.093

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] S6K/p70S6K1 protects against tau-mediated neurodegeneration by decreasing the level of tau phosphorylated at Ser262 in a Drosophila model of tauopathy2018

    • Author(s)
      Chiku Tomoki、Hayashishita Motoki、Saito Taro、Oka Mikiko、Shinno Kanako、Ohtake Yosuke、Shimizu Sawako、Asada Akiko、Hisanaga Shin-ichi、Iijima Koichi M.、Ando Kanae
    • Journal Title

      Neurobiology of Aging

      Volume: 71 Pages: 255-264

    • DOI

      10.1016/j.neurobiolaging.2018.07.021

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Integrated biology approach reveals molecular and pathological interactions among Alzheimer’s Aβ42, Tau, TREM2, and TYROBP in Drosophila models2018

    • Author(s)
      Sekiya Michiko、Wang Minghui、Fujisaki Naoki、Sakakibara Yasufumi、Quan Xiuming、Ehrlich Michelle E.、De Jager Philip L.、Bennett David A.、Schadt Eric E.、Gandy Sam、Ando Kanae、Zhang Bin、Iijima Koichi M.
    • Journal Title

      Genome Medicine

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 26-26

    • DOI

      10.1186/s13073-018-0530-9

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Loss of synaptic mitochondria and dementia.2017

    • Author(s)
      Oka, M., Iijima, K.M. and Ando, K.
    • Journal Title

      実験医学

      Volume: 35(12) Pages: 182-185

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II promotes neurodegeneration caused by tau phosphorylated at Ser262/356 in a transgenic Drosophila model of tauopathy2017

    • Author(s)
      Oka Mikiko、Fujisaki Naoki、Maruko-Otake Akiko、Ohtake Yosuke、Shimizu Sawako、Saito Taro、Hisanaga Shin-Ichi、Iijima Koichi M、Ando Kanae
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: 162 Issue: 5 Pages: 335-342

    • DOI

      10.1093/jb/mvx038

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] EDEM Function in ERAD Protects against Chronic ER Proteinopathy and Age-Related Physiological Decline in Drosophila2017

    • Author(s)
      Sekiya Michiko、Maruko-Otake Akiko、Hearn Stephen、Sakakibara Yasufumi、Fujisaki Naoki、Suzuki Emiko、Ando Kanae、Iijima Koichi M.
    • Journal Title

      Developmental Cell

      Volume: 41 Issue: 6 Pages: 652-664

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2017.05.019

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Roles of CaMKII in neurodegeneration caused by depletion of presynaptic mitochondria.2018

    • Author(s)
      K. Shinno , M. Oka , S. Hisanaga , E. Suzuki , K.M. Iijima , K. Ando
    • Organizer
      59th Annual Drosophila Research Conference, April 2018, Philadelphia (Selected as a nanosymposium presentor)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] アルツハイマー病関連たんぱく質タウの微小管結合領域に存在するCysteine残基がモノマーの蓄積と毒性に果たす役割2018

    • Author(s)
      知久 朋樹、岡 未来子、斎藤 太郎、浅田 明子、飯島 浩一、安藤 香奈絵
    • Organizer
      第61回日本神経化学会大会(9月、神戸)(口頭発表)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] タウキナーゼMARK4はCdk5によるリン酸化で活性化する2018

    • Author(s)
      斎藤太郎、大場俊哉、安藤香奈絵. タウキナーゼMARK4はCdk5によるリン酸化で活性化する
    • Organizer
      第61回日本神経化学会大会(9月、神戸)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Roles of cysteine residues in microtubule-associated protein tau in its proteostasis and toxicity in neurons.2018

    • Author(s)
      Chiku T., Saito T., Oka M, Asada A, Iijima KM, Takashima A and Ando, K.
    • Organizer
      the 2018 ASCB|EMBO Meeting (San Diego, USA)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 26)Saito T., Oba, T, Shimizu, S., Iijima KM and Ando K. Cdk5 regulates MARK4 activity and synergistically augments pathological tau phosphorylation2018

    • Author(s)
      Saito T., Oba, T, Shimizu, S., Iijima KM and Ando K
    • Organizer
      the 2018 ASCB|EMBO Meeting (San Diego, USA)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] タウの蓄積におけるエンドソーム選別輸送(ESCRT)複合体構成因子CHMP2Bの役割2018

    • Author(s)
      淺田 明子、伊藤 圭哉、斎藤 太郎、久永 眞市、飯島 浩一、安藤 香奈絵
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会大会 (12月、横浜)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Roles of CaMKII in neurodegeneration caused by depletion of presynaptic mitochondria2018

    • Author(s)
      K. Shinno , M. Oka , S. Hisanaga , E. Suzuki , K.M. Iijima , K. Ando
    • Organizer
      59th Annual Drosophila Research Conference
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Increasing glucose uptake in Drosophila brain neurons suppresses the reduction in ATP levels and rescues the decline in neuronal function during aging2018

    • Author(s)
      M. Oka , E. Suzuki , S. Hisanaga , KM. Iijima , K Ando
    • Organizer
      59 Annual Drosophila Research Conference
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 微小管結合タンパク質タウシステイン残基の、タウ安定性と毒性における役割2017

    • Author(s)
      Tomoki Chiku, Mikiko Oka, Taro Saito, Akio Sumioka, Akiko Asada, Shin-ichi Hisanaga, Koichi M. Iijima, Akihiko Takashima and Kanae Ando
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] タウによる神経変性におけるESCRTIII complexの役割2017

    • Author(s)
      伊藤圭哉、浅田明子、斎藤 太郎、久永 眞市、飯島浩一、安藤 香奈絵
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] インスリン/インスリン様成長因子(IGF) シグナリングのタウのリン酸化と毒性における役割2017

    • Author(s)
      林下 幹輝、斎藤 太郎、浅田 明子、久永 眞市、飯島浩一、安藤 香奈絵
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] S6 kinase and insulin/IGF signaling regulates accumulation and toxicity of tau through Ser262 phosphorylation in a Drosophila model of tauopathy2017

    • Author(s)
      Kanae Ando, Motoki Hayashishita, Tomoki Chiku, Taro Saito, Akiko Asada, Shin-ichi Hisanaga, & Koichi M Iijima
    • Organizer
      第60回日本神経化学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Elucidating pathological cascades in tauopathies by using Drosophila models2017

    • Author(s)
      Kanae Ando
    • Organizer
      International Conference of the Genetics Society of Korea (ICGSK) 2017’ Seoul, Korea
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] CaMKII enhances tau-mediated neurodegeneration downstream of tau phosphorylation in transgenic Drosophila models of tauopathy.2017

    • Author(s)
      Ando*, K., Oka, M., Maruko-Otake, A., Ohtake, Y., Sekiya, M., Hisanaga, S., Iijima, K.M.
    • Organizer
      The 4th Asia-Pacific Drosophila Research Conference
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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