ポリアミンによるオートファジー調節機構の解明とパーキンソン病治療薬の探索

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16J40133
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 笹澤 有紀子 順天堂大学, 医学部, 特別研究員(RPD)
• Project Period (FY): 2016-04-22 – 2019-03-31
• Keywords: パーキンソン病 / ポリアミン / オートファジー

Outline of Annual Research Achievements

パーキンソン病(PD)は異常タンパク質蓄積を伴う神経細胞死を特徴とする神経変性疾患であり、治療標的としてタンパク質分解系の一つであるオートファジーが着目されている。本研究ではオートファジー促進剤として、生体内化合物のポリアミンに着目し、そのオートファジー誘導機構の解析を行った。
オートファジーにはリソソーム機能だけでなく、リソソームの細胞内分布が重要であることが近年明らかになっているが、我々はポリアミンがリソソームを核近傍に移動させる活性を有することを見出した。さらにノックダウン実験により、リソソーム分布変化に関わるアセチルトランスフェラーゼを2種を同定し、リソソーム分布変化に関わる一連のシグナルを明らかにした。来年度は本結果をもとに、より詳細な機構解析を進める予定である。

ポリアミンを元により活性の強い新規PD治療薬を取得するため、ポリアミン誘導体のオートファジー誘導活性を評価した。購入可能なポリアミン類縁化合物12種のオートファジー誘導活性とリソソーム分布制御活性を評価した結果、スペルミン、スペルミジン以外の3化合物にオートファジー誘導/リソソーム分布制御活性を見出したが、スペルミン、スペルミジン以上の活性を示すものは得られなかった。本解析により、オートファジー誘導活性/リソソーム分布制御活性に必要な構造を特定したため、今後は本情報を元に化合物を合成展開し、より強い活性化合物を同定する予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ポリアミンのオートファジー誘導機構として、リソソーム分布変化とタンパク質アセチル化の関与を証明できたため、概ね順調に進展しているといえる。

Strategy for Future Research Activity

今後はリソソーム分布制御に関わるアセチル化基質タンパク質を質量分析等を用いて同定し、同タンパク質機能をRNAi等により検証する予定である。またアセチル化部位を特定し変異体等の過剰発現によりアセチル化とリソソーム分布との関連を明らかにする。

Research Products

• [Journal Article] Regulation of secretion and enzymatic activity of lipoprotein lipase by C-mannosylation. (2017)
  • Author(s): Okamoto S, Murano T, Suzuki T, Uematsu S, Niwa Y, Sasazawa Y, Dohmae N, Bujo H, Simizu S
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 489 Pages: 558-563
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.03.085.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Immunocytochemical Monitoring of PINK1/Parkin-Mediated Mitophagy in Cultured Cells. (2017)
  • Author(s): Fujimaki, M., Saiki, S., Sasazawa, Y., Ishikawa, KI., Imamichi, Y., Sumiyoshi, K &, Hattori, N.
  • Journal Title: Methods Mol Biol. Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1007/7651_2017_20.
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] C-mannosylation of R-spondin3 regulates its secretion and activity of Wnt/β-catenin signaling in cells. (2016)
  • Author(s): Fujiwara, M., Kato, S., Niwa, Y., Suzuki, T., Tsuchiya, M., Sasazawa, Y., Dohmae, N. & Simizu, S.
  • Journal Title: FEBS Lett. Volume: 590 Pages: 2639-49
  • DOI: 10.1002/1873-3468.12274.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of seco-clavilactone B as a small-molecule actin polymerization inhibitor. (2016)
  • Author(s): Miyazaki, S., Sasazawa, Y., Mogi, T., Suzuki, T., Yoshida, K., Dohmae, N., Takao, K. & Simizu, S.
  • Journal Title: FEBS Lett. Volume: 590 Pages: 1163-73
  • DOI: 10.1002/1873-3468.12154.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] dentification of a novel compound that inhibits osteoclastogenesis by suppressing nucleoside transporters. (2016)
  • Author(s): Katsuyama, S., Sugino, K., Sasazawa, Y., Nakano, Y., Aono, H., Morishita, K., Kawatani, M., Umezawa, K., Osada, H. & Simizu, S.
  • Journal Title: FEBS Lett. Volume: 590 Pages: 1152-62
  • DOI: 10.1002/1873-3468.12146.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Spermine enhances autophagy via regulating lysosomal dynamics. (2017)
  • Author(s): Sasazawa,Y., Soma, S., Saiki, S. & Hattori, N.
  • Organizer: The 8th International Symposium on Autophagy
  • Place of Presentation: 奈良県奈良市
  • Year and Date: 2017-05-29 – 2017-06-01
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The biological activity of clavilactone and their analogs (2016)
  • Author(s): Miyazaki, S., Sasazawa, Y., Suzuki, T., Dohmae, N. Takao, K. & Simizu, S.
  • Organizer: 28th EORTC-NCI-AACR SYMPOSIUM Molecular Targets and Cancer Therapeutics Symposium.
  • Place of Presentation: ドイツ
  • Year and Date: 2016-11-29 – 2016-12-02
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] C-mannosylation of c-Mpl is required for its functions (2016)
  • Author(s): 丹羽祐貴、笹澤有紀子、清水史郎
  • Organizer: 第75回 日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 神奈川県横浜市
  • Year and Date: 2016-10-06 – 2016-10-08
• [Presentation] Identification of seco-clavilactone B as a novel actin polymerization inhibitor from a series of analogs of clavilactone (2016)
  • Author(s): 宮嵜奏、笹澤有紀子、清水史郎
  • Organizer: 第75回 日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 神奈川県横浜市
  • Year and Date: 2016-10-06 – 2016-10-08
• [Presentation] C-mannosylationがlipoprotein lipase機能に与える影響 (2016)
  • Author(s): 岡本沙和子、村野武義、鈴木健裕、植松史帆、丹羽祐貴、笹澤有紀子、堂前直、武城英明、清水史郎
  • Organizer: 日本農芸化学会関東支部 2016年度大会
  • Place of Presentation: 東京都武蔵野市
  • Year and Date: 2016-10-05
• [Presentation] R-spondin3 における C-mannosylation の同定と機能解析 (2016)
  • Author(s): 加藤慎大郎、藤原未帆、丹羽祐貴、鈴木健裕、土屋みゆ、笹澤有紀子、堂前直、清水史郎
  • Organizer: 第35回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 高知県高知市
  • Year and Date: 2016-09-01 – 2016-09-03
• [Presentation] G-CSFRにおけるC型糖修飾の機能解析 (2016)
  • Author(s): 大谷慧、丹羽祐貴、鈴木健裕、佐藤夏実、笹澤有紀子、堂前直、清水史郎
  • Organizer: 第35回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 高知県高知市
  • Year and Date: 2016-09-01 – 2016-09-03
• [Presentation] Seco-clavilactone Bによるactin重合阻害機構の解析 (2016)
  • Author(s): 宮嵜奏、笹澤有紀子、堂前直、清水史郎
  • Organizer: 第20回日本がん分子標的治療学会学術集会
  • Place of Presentation: 大分県別府市
  • Year and Date: 2016-05-30 – 2016-06-01
• [Patent(Industrial Property Rights)] ジヒドロキシ化合物又はその塩、及びパーキンソン病治療薬又は予防薬 (2016)
  • Inventor(s): 井本正哉、田代悦、井岡秀二、服部信孝、斉木臣二、吉川有紀子
  • Industrial Property Rights Holder: 慶應義塾大学、順天堂大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 特願2016-135487
  • Filing Date: 2016-07-07