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2013 Fiscal Year Annual Research Report

新規オートファジーの変調による血球貪食症候群の病態解明と治療法の開発

Research Project

Project/Area Number 24689020
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

荒川 聡子  東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助教 (90415159)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Keywords赤血球 / ミトコンドリア / オートファジー / 血球貪食症候群
Research Abstract

オートファジーは細胞内の不要な蛋白質やオルガネラを分解するシステムであり、細胞の飢餓や薬剤ストレスなどで誘導される。我々はオートファジーに必須とされてきたAtg5やAtg7に依存しない新たなメカニズムによるオルタナティブ・オートファジーを発見した。本研究では、このオルタナティブ・オートファジーと赤血球分化との関連の詳細を明らかにする事、この現象の異常と疾病との関係を明らかにする事を目的に研究を行った。
最初に、オルタナティブ・オートファジーに必須の分子であるUlk1 遺伝子のノックアウトマウスを作製し、その胎仔肝臓(胎仔期において肝臓は造血器官)から赤血球を単離し、Atg5 依存的オートファジーとオルタナティブ・オートファジーの有無を検討した。その結果、Ulk1 欠損赤血球ではオルタナティブ・オートファジーが殆どみられず、赤血球の最終分化過程でミトコンドリアの除去が実行されなかった。一方、Atg5欠損赤血球においてはこの過程は正常であった。これらの事実より、赤血球マイトファジーは、新規オートファジーに大きく依存している事が明らかとなった。
さらに、赤血球マイトファジーに関わる分子の検索を行なった。その結果、HSP90-Cdc32複合体やAtg13に関してはその関与がほぼない一方、Nixについては関連性が示唆された。
次に、Ulk1欠損マウスでの貧血の有無を検討したところ、野生型マウス胎仔とAtg5欠損マウス胎仔は、ほぼ同じ赤血球数、ヘモグロビン濃度であったが、Ulk1欠損マウス胎仔では貧血に陥っていた。この原因を探索したところ、Ulk1欠損赤血球では、アポトーシスが起きやすく、マクロファージに貪食される可能性が高い事が明らかとなった。
これらの研究成果をまとめた論文は、Nature Communicationsに受理され、近々公表される予定である。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Ulk1-mediated Atg5-independent macroautophagy mediates elimination of mitochondria from embryonic reticulocytes2014

    • Author(s)
      Honda S, Arakawa S, Nishida Y, Yamaguchi H, Ishii E, Shimizu S
    • Journal Title

      Nature Commun. in press

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Alternative macroautophagy and mitophagy.2014

    • Author(s)
      Shimizu S, Honda S, Arakawa S, Yamaguchi H
    • Journal Title

      Int J Biochem Cell Biol.

      Volume: 50 Pages: 3145-3153.

    • DOI

      10.1016/j.biocel.2014.02.016.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Autophagic cell death and cancer.2014

    • Author(s)
      Shimizu S, Yoshida T, Tsujioka M, Arakawa S
    • Journal Title

      Int J Mol Sci.

      Volume: 15(2) Pages: 3145-3153.

    • DOI

      10.3390/ijms15023145.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Inhibition of epithelial cell death by Bcl-2 improved chronic colitis in IL-10 KO mice2013

    • Author(s)
      Mizushima T, Arakawa S, Sanada Y, Yoshino I, Miyazaki D, Urushima H, Tsujimoto Y, Ito T, S.Shimizu
    • Journal Title

      Am J Pathol

      Volume: 183(6) Pages: 1936-1944

    • DOI

      10.1016/j.ajpath.2013.08.012.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Analysis of programmed cell death during mice development2013

    • Author(s)
      Arakawa S, Yoshino I, Tsujimoto Y, Shimizu S
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      神戸(ポートアイランド)
    • Year and Date
      20131203-20131206
  • [Presentation] 中心体数の制御機構の解明2013

    • Author(s)
      荒川聡子、本田真也、渡辺雄一郎、小西昭充、清水重臣
    • Organizer
      新学術研究領域「シリア・中心体による生体情報フローの制御」第二回領域会議
    • Place of Presentation
      名古屋(ルブラ王山)
    • Year and Date
      20131128-20131129
  • [Presentation] Analysis of programmed cell death during interdigital web development2013

    • Author(s)
      Arakawa S, Yoshino I, Tsujimoto Y, Shimizu S
    • Organizer
      第22回日本Cell death学会学術集会
    • Place of Presentation
      京都(京都大学芝蘭会館)
    • Year and Date
      20130719-20130720
  • [Presentation] A Cell-Death Inducing Chemical Targets on the Centrosome2013

    • Author(s)
      Arakawa S, Watanabe Y, Murohashi M, Honda S, Konishi A, Yamaguchi H and Shimizu S
    • Organizer
      The 25th CDB Meeting Cilia and Centrosomes, from Fertilization to Cancer
    • Place of Presentation
      神戸(理化学研究所)
    • Year and Date
      20130617-20130618
  • [Remarks] 東京医科歯科大学 難治疾患研究所 病態細胞生物学分野 ホームページ

    • URL

      http://www.tmd.ac.jp/mri/pcb/index.html

URL: 

Published: 2015-05-28  

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