2018 Fiscal Year Research-status Report
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18K14835
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
新田 陽平 新潟大学, 研究推進機構, 研究員 (30800429)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ショウジョウバエ / 脂質代謝 / キノコ体 / CDP-DAG / PIP2 / 神経変性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、脂質と神経変性疾患との関連性が多くの研究で報告されており、正常な脂質代謝の維持の重要性に対する認識がますます高まってきている。しかし、脂質代謝の恒常性が崩壊した時に、細胞内でどのような分子機構に異常が起きて神経変性が誘導されてしまうのか、その詳細は未だ解明されていない。申請者は脂質代謝の一翼を担うCDP-ジアシルグリセロール(CDP-DAG)合成酵素であるCdsAの機能欠失変異体において、ショウジョウバエ嗅覚記憶中枢であるキノコ体神経細胞で加齢性の変性が誘導される事を見出した。本年度では、CdsAによる神経変性の原因を特定する為、カスパーゼインヒビターであるp35やワーラー変性を抑制するWldsをCdsAを抑制した状態で共発現したが、神経変性は抑制されなかった。同様に、オートファジーの活性を両方向に制御しても変性は抑制されなかった。これらの結果は、CdsAによる神経変性はこれらの経路とは独立で変性を起こしている可能性を強く示唆している。
また、CDP-DAG経路における各因子の合成酵素を標的にRNAiスクリーニングを行い、CDP-DAGの下流を探索した。その結果、CDP-DAGからホスファチジルイノシトール (PI)を合成するPis、及びホスファチジルイノシトール4リン酸 (PI4P)からホスファチジルイノシトール4,5-ビスリン酸 (PI(4,5)P2)を合成するPI4P5Kを抑制した時にCdsAをノックダウンしたときと同様の神経変性が確認された。また、PI(4,5)P2を切断し、イノシトールトリスリン酸 (IP3)とDAGを産生するnorpAを抑制しても神経変性が確認されない事、CdsAとnorpAを同時に抑制すると神経変性が抑制される事から、PI(4,5)P2の減少が神経変性を引き起こす可能性を強く示唆している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
多くの因子で構成されているCDP-DAG経路の中から、CDP-DAGの下流で神経変性を引き起こす因子を同定できた。また、多くのシグナル経路に関与するIP3やDAGが今回見出した神経変性に関与しない可能性が示唆されたので、PI(4,5)P2の下流を絞り込みやすくなる事が予想される。
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| Strategy for Future Research Activity |
PI(4,5)P2はPI3Kによってホスファチジルイノシトール3,4,5-トリスリン酸(PI(3,4,5)P3)に変換され、Akt経路を制御する事が知られている。我々が見出した神経変性もこのPI3K/Akt経路に依存するか確認する為、PI3Kを制御した状態で神経変性が誘導されるか確認する。もし、神経変性が確認されなかった場合は、PI(4,5)P2がPI(3,4,5)P3非依存的に神経変性を誘導している為、PI(4,5)P2と結合する事が報告されているタンパク質を標的にRNAiスクリーニングを行う。近年の研究で、PI(4,5)P2と結合するタンパク質が網羅的に解析されているので、それらを候補遺伝子とする。RNAiスクリーニングを行っても下流因子が同定されない場合は、トランスクリプトーム解析を行い、PI(4,5)P2をノックダウンした時に神経細胞内でどの様なシグナル因子が変動しているか解明し、それらを候補因子としてRNAiスクリーニングを行う。また、神経変性の原因を特定する為のRNAiスクリーニングも並行して行い、上流と下流の両方からCdsAによる神経変性メカニズムの全体像の解明に挑む。
CdsAのノックダウンによってPI(4,5)P2が減少する事は、他の組織では報告されているが神経系では未だ報告されていない。これを実証する為に、共焦点ラマン顕微鏡を用いる。そして、CdsAを抑制した時にPI(4,5)P2のみならず、どの様な脂質がキノコ体神経特異的に変動しているか明らかにする。共焦点ラマン顕微鏡による脂質の同定がうまくいかない場合は、質量分析を用いて脳全体での脂質の変動を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
本研究では変異体の作製を外部に委託しており、委託時と変異体作製時の2回に分けて代金を支払うシステムとなっている。本年度中に変異体作製を完了する予定であったが、作製に時間がかかり次年度まで持ち越しとなった為、未使用額が生じた。この未使用額は変異体作製完了時の支払いに使用する予定である。
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Research Products
(2 results)
