in vivoにおけるミトコンドリア品質管理機構についての組織化学的評価

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25460276
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 小池 正人 順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80347210)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: ミトコンドリア / パーキンソン病 / マイトファジー / MPTP / 収束イオンビーム搭載走査型電子顕微鏡

Outline of Annual Research Achievements

神経毒であるmethy-phenyl-tetrahydopyridine(MPTP) をインフュージョンポンプを用いて投与することによって作成したパーキンソン病モデルマウスにおける黒質神経細胞のミトコンドリアの超微形態の検討を行った、MPTP投与後4週後および対照群の黒質神経細胞の透過電子顕微鏡(TEM)観察を行った。MPTP投与群では、対照群と比べて、丸く粗大なミトコンドリアが細胞質を占めていることが分かった。高倍率の観察では、ミトコンドリア内でのクリステの不均一な分布を認め、クリステがミトコンドリアの中央に長軸に沿って層板状に集積し、周辺には内腔が開大したクリステが配置するものが大部分であった。膨化が顕著なミトコンドリアでは層板状に集積したクリステの境界が不明瞭になり電子密度の高い塊状の構造を呈したものが観察された。さらに膨化が極度に顕著になものは、外膜・内膜は認めたが、クリステとマトリックスを認めない空胞状の形態を呈した。さらに新たに導入した収束イオンビーム(FIB)搭載走査型電子顕微鏡(SEM)システム(FIB/SEM)を用いた黒質神経細胞のミトコンドリアの電子顕微鏡レベルの三次元構築を試みた。30nm単位の切削と得られた切削面の走査電子顕微鏡観察を繰り返し、得られた像より黒質神経細胞の核とミトコンドリアだけを描出(セグメンテーション)し、3次元再構築像を得た。その結果、MPTP投与群ではサイズの大きな球形のミトコンドリアがしばしば細長いミトコンドリアと連続していた。また、得られた連続切片の観察により、極めて大きく膨化した空胞状のミトコンドリアは、細胞体より突起に多く観察される傾向も認められた。以上は、MPTP投与によるパーキンソン病モデルマウスにおいても、ミトコンドリアのクリステの変化が顕著であることを示すものである。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ユトレヒト大学医学部(オランダ)
  • Country Name: NETHERLANDS
  • Counterpart Institution: ユトレヒト大学医学部
• [Journal Article] Neuroprotection by selective neuronal deletion of autophagy-related gene ATG7 in neonatal brain injury (2016)
  • Author(s): Xie, C., Ginet, V., Sun, Y., Koike, M., Zhou, K., Li, T., Li, H., Li, Q., Wang, X., Uchiyama, Y., Truttmann, AC., Kroemer, G., Puyal, J., Blomgren, K., Zhu, C
  • Journal Title: Autophagy Volume: 12 Pages: 410-423
  • DOI: 10.1080/15548627.2015.1132134
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Lysosomal neutralization triggered by Zn2+ accumulation through ZnT2 inhibits autophagy (2016)
  • Author(s): Yamada, D., Saiki, S., Furuya, N., Ishikawa, K., Imamichi, Y., Kambe, T., Fujimura, T., Ueno, T., Koike, M., Hattori, N
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 471 Pages: 109-116
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.01.171
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The ablation of mitochondrial protein phosphatase pgam5 confers resistance against metabolic stress (2016)
  • Author(s): Sekine S., Yao, A., Hattori, K., Sugawara, S., Naguro, I., Koike, M., Uchiyama, Y., Takeda, K., Ichijo, H
  • Journal Title: EBioMedicine Volume: 6 Pages: 82-92
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2016.01.031
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A specific tripeptidyl substrate for tripeptidyl peptidase activity is effectively hydrolyzed by alanyl aminopeptidase/aminopeptidase N/CD13 in the rat kidney (2016)
  • Author(s): Shibata, M., Koike, M., Kusumi, S., Sato, N., Uchiyama, Y
  • Journal Title: Arch Histol Cytol. Volume: 76 Pages: 1-8
  • DOI: 10.1679/aohc.76.1
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Macroautophagy is essential for killing of Burkholderia pseudomallei in human neutrophils. (2015)
  • Author(s): Rinchai, D., Riyapa, D., Buddhisa, S., Utispan, K., Titball, R.W., Stevens, P.M., Stevens, J.M., Ogawa, M., Tanida, I., Koike, M., Uchiyama, Y., Ato, M., Lertmemongkolchai, Gv
  • Journal Title: Autophagy Volume: 11 Pages: 748-55
  • DOI: 10.1080/15548627.2015.1040969
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] VPS29-VPS35 intermediate of retromer is stable and may be involved in the retromer complex assembly process. (2015)
  • Author(s): Fuse, A., Furuya, N., Kakuta, S., Inose, A., Sato, M., Koike, M., Saiki, S., Hattori, N
  • Journal Title: FEBS lett Volume: 589 Pages: 1430-1436
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2015.04.040
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Human herpesvirus 6A U14 is important for virus maturation. (2015)
  • Author(s): Mori, J., Tang, H., Kawabata, A., Koike, M., Mori, Y
  • Journal Title: J Virol Volume: 90 Pages: 1677-1681
  • DOI: 10.1128/JVI.02492-15
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Cellular localization and tissue distribution of endogenous DFCP1 protein (2016)
  • Author(s): Koike, M., Nanao, T., Yamaguchi, J., Sasaki, M., Uchiyama, Y
  • Organizer: 第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: ビッグパレットふくしま（福島県郡山市）
  • Year and Date: 2016-03-28 – 2016-03-31
• [Presentation] オリゴデンドロサイト分化における mTORC1活性化の意義 (2016)
  • Author(s): 砂堀毅彦、名田茂之、岡田雅人、内山安男、小池正人
  • Organizer: 第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: ビッグパレットふくしま（福島県郡山市）
  • Year and Date: 2016-03-28 – 2016-03-31
• [Presentation] 糸球体足細胞における突起とスリット膜の発生過程 (2016)
  • Author(s): 市村浩一郎、角田宗一郎、川崎優人、小池正人、坂井建雄
  • Organizer: 第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: ビッグパレットふくしま（福島県郡山市）
  • Year and Date: 2016-03-28 – 2016-03-31
• [Presentation] ゴルジ体の形成異常に起因する神経病態発症機序の解明 (2016)
  • Author(s): 曽高友深、角田宗一郎、前田祐輔、木下タロウ、渡辺雅彦、崎村建司、内山安男、小池正人
  • Organizer: 第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: ビッグパレットふくしま（福島県郡山市）
  • Year and Date: 2016-03-28 – 2016-03-31
• [Presentation] 類鼻疽菌に感染した好中球に誘導されるオートファジー関連構造体についての解析 (2016)
  • Author(s): 谷田以誠、Darawan Rinchai、小川道永、小池正人、内山安男、Ganjana Lertmemongkolchai、阿戸学
  • Organizer: 第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: ビッグパレットふくしま（福島県郡山市）
  • Year and Date: 2016-03-28 – 2016-03-31
• [Presentation] An immunoelectron microscopy protocol for high resolution endogenous LC3 localization (2016)
  • Author(s): Ann De Maziere、Suzanne van Dijk、Masato Koike、Cilia de Heus、Judith Klumperman
  • Organizer: Gordon Research Conference Autophagy in Stress, Development & Disease
  • Place of Presentation: ベンチュラ（アメリカ）
  • Year and Date: 2016-03-20 – 2016-03-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] オメガソームマーカーDFCP1の内在性分子の細胞内局在と組織分布 (2015)
  • Author(s): 小池正人、七尾友久、山口隼司、内山安男
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [Presentation] 転写因子NF-Yの機能欠損は細胞種特異的な神経変性病態を示す (2015)
  • Author(s): 山中智行、戸崎麻子、宮崎晴子、黒澤大、小池正人、内山安男、Sankar N Maity、三澤日出巳、服部信孝、貫名信行
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [Presentation] 変異SOD1発現ALSマウスモデルの運動ニューロン変性はNrf2ではなく、p62/SQSTM1の機能喪失により悪化する (2015)
  • Author(s): 三井駿、久保瑞希、潘雷、大友麻子、小池正人、内山安男、青木正志、山本雅之、石井哲郎、柳川徹、Hui-Fang Shang、吉井文均、秦野伸二
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [Presentation] Cellular localization and tissue distribution of endogenous DFCP1 protein (2015)
  • Author(s): Koike, M., Nanao, T., Yamaguchi, J., Sasaki, M., Uchiyama, Y
  • Organizer: 第67回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • Year and Date: 2015-06-30 – 2015-07-02
• [Remarks] 順天堂大学大学院医学研究科神経機能構造学
  • URL: http://www.juntendo.ac.jp/graduate/laboratory/labo/shinkei_kozo/