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2019 Fiscal Year Research-status Report

Neural circuit formation through the brain region-specific aerobic energy metabolism and its disruption mechanism

Research Project

Project/Area Number 17K10188
Research InstitutionKyoto Prefectural University of Medicine

Principal Investigator

谷田 任司  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30589453)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
KeywordsLRPGC1 / ERRγ / TFAM / ミトコンドリア / 乳酸
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、代表者らがラット視床下部より同定した乳酸応答分子LRPGC1(Lactic acid-responsive form of PGC1α; PGC1vfから改称)の役割について、分子レベルでの解析を進めた。前年度までの解析で、LRPGC1は乳酸に反応して核移行を示し、核内で転写因子ERRγと直接的に相互作用した後TFAM(ミトコンドリア転写因子A)の遺伝子発現を誘導し、その結果ミトコンドリア機能が亢進して乳酸代謝が促進される、という一連のメカニズムを明らかにしている。一方、TFAM遺伝子の発現誘導メカニズムは不明であった。そこで本年度は、LRPGC1/ERRγシグナルが転写レベルでTFAM発現を活性化するのか否かの検証を行った。in silicoでの解析より、ラットTFAM遺伝子の転写開始点から上流約0.5 kまでのプロモーター領域に2ヶ所、ERR応答配列に類似したエレメントを見出した。そこで、当該0.5 k領域についてレポーターアッセイを行った。COS-1細胞にLRPGC1とERRγを外因性に発現させると、TFAMプロモーターにおける転写活性が有意かつ相乗的に上昇することが分かった。更に、見出された2ヶ所のERR応答配列の類似エレメントのうち、転写開始点から近位側にタンデム点変異を加えても転写活性に変化は無かったが、遠位側にタンデム点変異を加えると転写活性の劇的な低下が認められた。以上より、LRPGC1/ERRγシグナルはプロモーターを活性化することで直接的にTFAM発現を誘導することが判明すると共に、LRPGC1/ERRγシグナルに反応する新たなERR応答配列をTFAMプロモーター上に同定した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

追加実験等に当初想定していた以上の時間が掛かっており、投稿論文がまだ受理されていないので、補助期間の1年延長を申請した。現在論文を修正中であり、この1年で完遂させたい。

Strategy for Future Research Activity

乳酸値が上昇した際にがどのように転写が活性化され、乳酸代謝が促進されるかのメカニズムを分子レベルで明らかにした。前年度は分子レベルでの解析に労力を掛けたので、次年度(最終年度)はこのシグナル経路のニューロンの分化や成長における役割を明らかにしたい。

Causes of Carryover

当該年度に国際学術誌に投稿した論文が現在修正中でまだ受理されていない。即ち、計画していた研究がまだ終了していないため次年度使用額が生じた。この額は引き続き論文の追加実験や修正、掲載料等に用いる予定である。

  • Research Products

    (8 results)

All 2020 2019 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Hepatocyte growth factor regulates HIF-1α-induced nucleus pulposus cell proliferation through MAPK-, PI3K/Akt-, and STAT3-mediated signaling2020

    • Author(s)
      Itsuji T, Tonomura H, Ishibashi H, Mikami Y, Nagae M, Takatori R, Tanida T, Matsuda KI, Tanaka M, Kubo T
    • Journal Title

      Journal of Orthopaedic Research

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1002/jor.24679

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Status of growth plates can be monitored by MRI2020

    • Author(s)
      Wada H, Ikoma K, Oka Y, Nishida A, Onishi O, Kim WC, Tanida T, Yamada S, Matsuda KI, Tanaka M, Kubo T
    • Journal Title

      Journal of Magnetic Resonance Imaging

      Volume: 51 Pages: 133-143

    • DOI

      doi: 10.1002/jmri.26771.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 細胞内動態研究から明らかとなった新規内分泌・代謝調節機構2020

    • Author(s)
      谷田任司、松田賢一、田中雅樹
    • Organizer
      第125回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Invited
  • [Presentation] Hepatocyte growth factor regulates HIF-1α-induced nucleus pulposus cells proliferation that is mediated by the MAPK pathway2020

    • Author(s)
      Tomonori Itsuji, Hitoshi Tonomura, Hidenobu Ishibashi, Kan Oyabu, Ryota Takatori, Yasuo Mikami, Takashi Tanida, Masaki Tanaka, Masateru Nagae
    • Organizer
      Orthopaedic Research Society (ORS) 2020 Annual Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 孵化(発声)前後のニワトリ中脳における音声・言葉関連タンパク質FoxP2の発現比較2020

    • Author(s)
      別所親房、山田俊児、谷田任司、田中雅樹
    • Organizer
      第125回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • [Presentation] 乳酸代謝を担う新規転写制御メカニズム2019

    • Author(s)
      谷田任司、松田賢一、田中雅樹
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 転写共役因子PGC1vfは乳酸に反応して核移行し、乳酸代謝を促進する2019

    • Author(s)
      谷田任司、松田賢一、田中雅樹
    • Organizer
      第60回組織細胞化学会総会・学術集会
  • [Remarks] 京都府立医科大学 大学院医学研究科 解剖学教室 生体構造科学部門 ホームページ

    • URL

      http://www.f.kpu-m.ac.jp/k/anatomy1/

URL: 

Published: 2021-01-27  

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