2019 Fiscal Year Research-status Report
ドパミン代謝とミトコンドリアストレスによる細胞毒性の相互増強機構
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17K08302
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| Research Institution | Asahikawa Medical College |
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Principal Investigator |
笹島 仁 旭川医科大学, 医学部, 講師 (00374562)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ドパミン / ミトコンドリア / 活性酸素 / フェロトーシス / パーキンソン病 / オートファジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来研究から孤発性パーキンソン病をはじめとする脳内ドパミン神経変性には、ミトコンドリア異常やドパミン代謝が関与することが示唆されているが、詳細な細胞内分子メカニズムには不明な点が多く残されている。ミトコンドリア品質管理にかかわる分子の異常や、ミトコンドリア呼吸機能の異常は、モデル動物においてもドパミン神経変性を加速することが知られている。一方、ドパミンはその正常な代謝過程においても活性酸素や神経毒性分子を生ずることから、ドパミン神経変性を加速する因子と考えられている。しかし、ミトコンドリア機能とドパミン代謝との、神経変性に係る接点はいまだ不明である。
これまでの本研究の遂行により、ドパミン神経様分化型PC12細胞において、ミトコンドリア呼吸鎖複合体Iの阻害剤であるロテノンがもたらす神経細胞死には、活性酸素を生ずるドパミン分解酵素が必須であることをゲノム編集技術により明らかにした。また、ドパミン同様にカテコール骨格を有するハーブ由来ポリフェノールに、強力なドパミン変性阻止効果があることを見出した。ミトコンドリア呼吸鎖阻害がもたらすドパミン神経変性は、オートファジー阻害剤や鉄キレート剤で抑制されたことから、この過程に細胞内鉄イオン、オートファジーの関与が示唆される。他方、神経変性メカニズムの一つとして細胞内鉄イオンプール特異的なオートファジーであるフェリチノファジーの関与が報告されており、本研究でドパミン神経変性モデルとして使用しているロテノン負荷PC12細胞におけるフェリチノファジーの誘導性の有無を検討している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当該年度は、申請者の異動により研究環境の再セットアップが必要となり、当初計画より進捗はやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究でドパミン神経変性モデルとして使用しているロテノン負荷PC12細胞におけるフェリチノファジー誘導の解析のため、鉄イオンプールをオートファジーへ導くカーゴタンパク質NCOA4に蛍光標識を施し、ロテノン負荷の有無、ドパミン分解代謝酵素の有無における神経変性過程を可視化することにより評価する。
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| Causes of Carryover |
当該年度は、申請者の異動により研究環境の再セットアップが必要となり、研究計画に遅れを生じ、繰り越す予算が発生した。現在、新たなノックアウト細胞を作製中であり、抗体試薬類、分子生物学手技に必要な試薬類とともに繰り越し予算の使用が必要である。
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[Journal Article] Folding Latency of Fluorescent Proteins Affects the Mitochondrial Localization of Fusion Proteins.2019
Author(s)
Sayaka Kashiwagi, Yoichiro Fujioka, Aya O. Satoh, Aiko Yoshida, Mari Fujioka, Prabha Nepal, Atsushi Tsuzuki, Ozora Aoki, Sarad Paudel, Hitoshi Sasajima, Yusuke Ohba
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Journal Title
Cell Structure and Function
Volume: 44
Pages: 183-194
DOI
Peer Reviewed
