リソソームカテプシン群の基質の探索

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23790238
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 小池 正人 順天堂大学, 医学部, 准教授 (80347210)
• Keywords: カテプシンD / 遺伝子欠損マウス / リソソーム / リソソーム蓄積症 / 神経性セロイドリポフスチン蓄積症 / 基質 / カテプシンC / ミクログリア

Research Abstract

カテプシンD欠損(CD-/-) マウス脳で増加しているリソソームタンパク分解酵素を探索した結果、リソゾームのシステインプロテアーゼであるカテプシンCが著明に増加することが分かった。同酵素は健常脳でほとんど存在しないとされて居たが、正常マウス脳における同酵素の分布を免疫組織化学により詳細に検討したところ、副嗅球、中隔、海馬の一部（CA2、fasciola cinereum、 indusium griseum、tenia tecta、一部の介在ニューロン）、大脳皮質の一部（前帯状皮質や運動皮質）の第五層、下丘のニューロンで顆粒状の強い陽性反応が認められた。ニューロンの他には脈絡叢細胞で陽性反応が認められた。正常マウスで二豎染色を行なった結果、ミクログリア、アストロサイト、オリゴデンドロサイト、上衣細胞では陰性であった。カテプシンD欠損マウス脳や、低酸素脳虚血負荷後の傷害側の脳組織ではカテプシンCの免疫反応性が著明に増大していた。特にカテプシンD欠損マウス脳では健常マウス脳組織由来のサンプルで検出できなかったカテプシンC陽性のシグナルがウエスタンブロットに寄っても確認され、活性も増加していた。二重染色の結果活性型ミクログリアがカテプシンCを発現していることが分かった。一般にリソゾームカテプシンの発現は加齢に伴い上昇することが知られている。そこで、25ヶ月齢の老齢マウス脳組織における同酵素の分布を検討したところ、8週齡では見られなかった感覚皮質の第五層の錐体細胞が陽性であったが、各種グリア細胞では陰性で、その発現上昇は限定的であった。

Research Products

• [Journal Article] Differences in expression patterns of cathepsin C/dipeptidyl peptidase I in normal, pathological and aged mouse central nervous systems. (2013)
  • Author(s): Koike, M., Shibata, M., Ezaki, J., Peters, C., Saftig, P., Kominami, E., Uchiyama, Y.
  • Journal Title: Eur. J. Neurosci. Volume: 37(5) Pages: 816-20
• [Journal Article] Enrichment of GABARAP relative to LC3 in the axonal initial segments of neurons. (2013)
  • Author(s): Koike, M., Tanida, I., Nanao, T., Tada, N., Iwata, J., Ueno, T., Kominami, E., Uchiyama, Y.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ATP13A2 deficiency induces a decrease in cathepsin D activity, fingerprint-like inclusion body formation, and selective degeneration of dopaminergic neurons. (2013)
  • Author(s): Matsui, H. et al.
  • Journal Title: FEBS letters Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: pii: S0014-5793(13)00192-0. 10.1016/j.febslet.2013.02.046
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Biogenesis and Proteolytic Processing of Lysosomal DNase II. (2013)
  • Author(s): Ohkouchi, S., Shibata, M., Sasaki, M., Koike, M., Saftig, P., Peters, C., Nagata, S., Uchiyama, Y.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 8 Pages: e59148
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0059148
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Resveratrol affects undifferentiated and differentiated PC12 cells differently, particularly with respect to possible differences in mitochondrial and autophagic functions. (2013)
  • Author(s): Hayakawa, N., Shiozaki, M., Shibata, M., Koike, M., Uchiyama, Y., Gotow, T.
  • Journal Title: Eur J Cell Biol. Volume: 92 Pages: 30-43
  • DOI: 10.1016/j.ejcb.2012.10.002
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] c-FLIP maintains tissue homeostasis by preventing apoptosis and programmed necrosis. (2012)
  • Author(s): Piao, X. et al.
  • Journal Title: Sci. Signal Volume: 5 Pages: ra93
  • DOI: 10.1126/scisignal.2003558
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Motor neuron-specific disruption of proteasomes, but not autophagy, replicates amyotrophic lateral sclerosis. (2012)
  • Author(s): Tashiro Y., Urushitani, M., Inoue, H., Koike, M., Uchiyama, Y., Komatsu, M., Tanaka, K., Yamazaki, M., Abe, M., Misawa, H., Sakimura, K., Ito, H., Takahashi, R.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. Volume: 109 Pages: 42984-94
  • DOI: 10.1074/jbc.M112.417600.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mitochondrial dysfunction with increased oxidative stress and α-synuclein accumulation in PARK2 iPSC-derived neurons and postmortem brain. (2012)
  • Author(s): Imaizumi, Y. et al.
  • Journal Title: Mol Brain Volume: 5 Pages: 35
  • DOI: 10.1186/1756-6606-5-35
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy. (2012)
  • Author(s): Klionsky DJ et al.
  • Journal Title: Autophagy Volume: 8 Pages: 445-544
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of Purkinje cell degeneration in a knockin mouse model reveals lysosomal involvement in the pathogenesis of SCA6. (2012)
  • Author(s): Unno, T., Wakamori, M., Koike, M., Uchiyama, Y., Ishikawa, K., Kubota, H., Yoshida, T., Sasakawa, H., Peters, C., Mizusawa, H., Watase, K.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA Volume: 109 Pages: 17693-8
  • DOI: 10.1073/pnas.1212786109
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rhomboid protease PARL mediates the mitochondrial membrane potential loss-induced cleavage of PGAM5. (2012)
  • Author(s): Sekine, S., Kanamaru, Y., Koike, M., Nishihara, A., Okada, M., Kinoshita, H., Kamiyama, M., Maruyama, J., Uchiyama, Y., Ishihara, N., Takeda, K., Ichijo, H.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. Volume: 287 Pages: 34635-45
  • DOI: 10.1074/jbc.M112.357509
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 神経性セロイドリポフスチン蓄積症における”異常なリソソーム”のオートファジーによる処理 (2012)
  • Author(s): 小池正人、内山安男
  • Journal Title: 生体の科学 Volume: 63 Pages: 404-5
• [Presentation] Genetic dissection of the role of cathepsin D in mouse central nervous system (2012)
  • Author(s): Masato Koike, Masahiro Shibata, Takehiko Sunabori, Kenji Sakimura, Yasuo Uchiyama
  • Organizer: 6th International Symposium on Autophagy
  • Place of Presentation: 万国津梁館
  • Year and Date: 20121028-20121031
• [Presentation] Different expression patterns of cathepsin C/dipeptidyl peptidase I in normal, patholgical and aged cenral nervous system of mice
  • Author(s): M. KOIKE, Y. UCHIYAMA.
  • Organizer: 14th International Congress of Histochemistry and Cytochemistry
  • Place of Presentation: 京都国際会議場
• [Presentation] レスベラトロールは未分化PC12細胞では障害的に分化PC12細胞では保護的に作用する
  • Author(s): 早川直哉、塩崎元子、柴田昌宏、小池正人、内山安男、後藤隆洋
  • Organizer: 第35回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
• [Presentation] ヒアルロン酸4糖は低酸素/脳虚血負荷依存性にToll様受容体2／4の活性化を抑制することで海馬錐体細胞に神経保護効果を示す
  • Author(s): 砂堀毅彦、小池正人、内山安男
  • Organizer: 第35回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
• [Presentation] 正常・老齢・各種傷害時のマウス脳におけるリソソームカテプシンCの分布
  • Author(s): 小池正人、内山安男
  • Organizer: 第35回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
• [Presentation] Mitochondrial dysfunction and α-synuclein accumulation in PARK2 iPSC-derived neurons and postmortem brain of cell donor
  • Author(s): Y. IMAIZUMI, Y. OKADA, W. AKAMATSU, M. KOIKE, H. HAYAKAWA, N. KUZUMAKI, M. OHYAMA, D. ITO, Y. UCHIYAMA, H. MOCHIZUKI, N. HATTORI, H. OKANO
  • Organizer: 42nd Annual Meeting Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: ニューオーリンズ
• [Presentation] Different expression patterns of cathepsin C/dipeptidyl peptidase I in normal, patholgical and aged cenral nervous system of mice
  • Author(s): M. KOIKE, Y. UCHIYAMA
  • Organizer: 42nd Annual Meeting Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: ニューオーリンズ
• [Presentation] Grafted unsafe human iPSC-derived neurospheres promote temporal functional recovery in spinal cord injured mice, followed by neoplasm formation and motor deterioration after long term observation
  • Author(s): S. NORI, Y. OKADA, G. ITAKURA, Y. KOBAYASHI, A. YASUDA, M. KOIKE, Y. UCHIYAMA, E. IKEDA, Y. TOYAMA, S. YAMANAKA, H. OKANO, M. NAKAMURA
  • Organizer: 42nd Annual Meeting Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: ニューオーリンズ
• [Presentation] PC12 cells are influenced differently by resveratrol depending on their differentiation
  • Author(s): N. HAYAKAWA, M. SHIOZAKI, M. SHIBATA, M. KOIKE, Y. UCHIYAMA, T. GOTOW
  • Organizer: 42nd Annual Meeting Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: ニューオーリンズ
• [Presentation] Characteristic differences between Purkinje cells specifically deficient in cathepsin D and Atg7
  • Author(s): 小池正人、柴田昌弘、砂堀毅彦、崎村健司、内山安男
  • Organizer: 第118回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: サンポートホール高松、かがわ国際会議場
• [Presentation] 初代培養神経細胞の成熟過程におけるリソソームの局在動態について
  • Author(s): 七尾友久、小池正人、山口隼司、砂堀毅彦、佐々木光穂、内山安男
  • Organizer: 第118回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: サンポートホール高松、かがわ国際会議場
• [Presentation] 軸索終末部に置けるAtg9Aを含む小胞の膜成分の精製および解析
  • Author(s): 山口隼司、佐々木光穂、小池正人、七尾友久、砂堀毅彦、内山安男
  • Organizer: 第118回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: サンポートホール高松、かがわ国際会議場
• [Presentation] レスベラトロールによるミトコンドリア／オートファジー機能制御と細胞寿命との関係
  • Author(s): 早川直哉、森本美幸、柴田昌弘、小池正人、内山安男
  • Organizer: 第118回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: サンポートホール高松、かがわ国際会議場
• [Presentation] オートファジー／リソソームプロテアーゼの腎虚血再灌流尿細管傷害における役割について
  • Author(s): 小池正人、柴田昌弘、砂堀毅彦、崎村健司、内山安男
  • Organizer: 第118回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: サンポートホール高松、かがわ国際会議場
• [Book] オートファジー 生命をささえる細胞の自己分解システム (2012)
  • Author(s): 小池正人、内山安男
  • Total Pages: 67-76
  • Publisher: 化学同人