神経細胞におけるp62/Nbr1分子とリソソームの極性に関する研究

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25670099
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 内山 安男 順天堂大学, 医学部, 教授 (10049091)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: オートファゴソーム / p62 / NBR1 / リソソーム / ニューロン

Research Abstract

私達は、ニューロンに於けるリソソームの局在には極性があること、選択的オートファジーに関わるp62/NBR1にも極性があることを、リソソームカテプシンD（CD）欠損マウス脳のニューロンと初代培養大脳皮質神経細胞を用いて検討した。（１）p62/NBR1、GROD（CD欠損ニューロンに見られるリソソームで、セロイドリポフスチンを蓄える）のin vivoにおける局在化に関する解析：CD欠損マウス脳のニューロンはLC3、ユビキチン、p62とNBR1陽性であることから、凍結免疫電顕法を用いて免疫染色を行い、ユビキチン、p62、NBR1は同一のGRODの膜に局在することが分かった。さらに、光学顕微鏡レベルでp62/NBR1の局在を見ると脳梁や白質の軸索やその終末部には局在しないこと、電顕観察でもGRODは軸索領域には入り込まないことも分かった。（２）初代培養神経細胞を用いたp62/Nbr1局在解析：p62/NBR1の局在を解析するため、E16,17の初代培養大脳皮質ニューロンを用いた。内在性およびp62-GFP,NBR1-GFPともにAnkylin G陽性の軸索初節を超えて、軸索に侵入することはなかった。この局在の分子特性を検討した結果、これらの分子同士が結合するPB1ドメインを欠損し変異p62やcoiled-coilドメインを欠損した変異NBR1は、これらはAnkGを超えて軸索に侵入することが分かった。（３）CD/p62,CD/NBR1,CD/p62/NBR1を欠損するマウスを作成し、大脳皮質V層のニューロン、海馬錐体細胞、小脳プルキンエ細胞でオートファゴソームに取り込まれるGRODの両を計測した。その結果、トリプル欠損マウス脳ではGRODを含むオートファゴソームはほとんど見られないことが分かった。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

ほぼ予定通り、解析が進み、上記結果をまとめて論文を作成中である。

Strategy for Future Research Activity

リソソームは、初代培養皮質ニューロンの培養７日目をすぎると軸索にはほとんど局在が見られなくなる。この局在の分子機構を解析する。現在、リソソーム膜タンパク質の細胞質側のドメインをGFPと結合したキメラタンパク質を作成し、この局在について検討を進めている。

Research Products

• [Journal Article] SGLT2 selective inhibitor ipragliflozin reduces body fat mass by increasing fatty acid oxidation in high-fat diet-induced obese rats. (2014)
  • Author(s): Yokono M, Takasu T, Hayashizaki Y, Mitsuoka K, Kihara R, Muramatsu Y, Miyoshi S, Tahara A, Kurosaki E, Li Q, Tomiyama H, Sasamata M, Shibasaki M, Uchiyama Y
  • Journal Title: Eur J Pharmacol Volume: 727 Pages: 66-74
  • DOI: 10.1016
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Inhibitory effect of the selective secretion 5-HT receptor antagonist ramosetron on duodenal acidification-induced gastric hypersensitivity in rats. (2014)
  • Author(s): Nakafuku-Fukuda, M., Hirata, T., Keto, Y., Yamano, M., Yokoyama, T., Uchiyama, Y.
  • Journal Title: Eur J Pharmacol Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1016
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NF-Y inactivation causes atypical neurodegeneration characterized by ubiquitin and p62 accumulation and endoplasmic reticulum disorganization. (2014)
  • Author(s): Yamanaka, T., Tosaki, A., Kurosawa, M., Matsumoto, G., Koike, M., Uchiyama, Y., Maity, S.N., Shimogori, T., Hattori, N., *Nukina, N.
  • Journal Title: Nat Commun Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1038
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Deregulation of Pancreas-Specific Oxidoreductin ERO1β in the Pathogenesis of Diabetes Mellitus. (2014)
  • Author(s): Awazawa, M., Futami, T., Sakada, M., Kaneko, K., Ohsugi, M., Nakaya, K., Terai, A., Suzuki, R., Koike, M., Uchiyama, Y., Kadowaki, T., Ueki, K.
  • Journal Title: Mol Cell Biol Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1128
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Generation and analysis of serine protease inhibitor Kazal type 3-Cre driver mice. (2014)
  • Author(s): Sakata, K., Ohmuraya, M., Araki, K., Suzuki C, Ida S, Hashimoto D, Wang J, Uchiyama Y, Baba H, *Yamamura K
  • Journal Title: Exp Animals Volume: 63 Pages: 45-53
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Local apoptosis modulates early mammalian brain development through the elimination of morphogen-producing cells. (2013)
  • Author(s): Nonomura, K., Yamaguchi, Y., Hamachi, M., Koike, M., Uchiyama, Y., Nakazato, K., Mochizuki, A., Sakaue-Sawano, A., Miyawaki, A., Yoshida, H., Kuida, K., *Miura, M.
  • Journal Title: Dev Cell Volume: 27 Pages: 621-634
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Exendin-4 improves beta cell function in autophagy-deficient beta cells. (2013)
  • Author(s): Abe, H., Uchida, T., Hara, A., Mizukami, H., Komiya, K., Koike, M., Shigihara, N., Toyofuku, Y., Ogihara, T., Uchiyama, Y., Yagihashi, S., Fujitani, Y., Watada, H.
  • Journal Title: Endicrinology Volume: 154 Pages: 4512-4524
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Immunocytochemical study of the autophagy marker microtubule-associated protein 1 light chain 3 in normal and steatotic human livers. (2013)
  • Author(s): Kashima, J., Shintani-Ishida, K., Nakajima, M., Maeda, H., Unuma, K., Uchiyama, Y., *Yoshida, K.
  • Journal Title: Hepatology Research Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1111
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tuberin activates and controls the distribution of Rac1 via association with p62 and ubiquitin through the mTORC1 signaling pathway. (2013)
  • Author(s): Okura, H., Kobayashi, T., Koike, M., Ohsawa, M., Zhang, D., Arai, H., Uchiyama, Y., *Hino O
  • Journal Title: Int J Oncol Volume: 43 Pages: 447-456
  • DOI: 10.3892/ijo.2013.1984
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Particle size of latex beads dictates IL-1 production mechanism. (2013)
  • Author(s): Adachi, T., Takahara, K., Taneo, J., Uchiyama, Y., *Inaba, K.
  • Journal Title: PLos One Volume: 8 Pages: e68499
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enrichment of GABARAP relative to LC3 in the axonal initial segments of neurons. (2013)
  • Author(s): Koike, M., Tanida, I., Nanao, N., Tada, N., Iwata, J., Ueno, T., Kominami, E., *Uchiyama, Y.
  • Journal Title: PLos One Volume: 8 Pages: e63568
  • 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., #Sato, F., Sato, S., Koike, M., Taruno, Y., Saiki, S., Funayama, M., Ito, H., Taniguchi, Y., Uemura, N., Toyoda, A., Sakaki, Y., Takeda, S., Uchiyama, Y., Hattori, N., *Takahashi, R.
  • Journal Title: FEBS letters Volume: 9 Pages: 1316-25
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Biogenesis and proteolytic processing of lysosomal DNase II. (2013)
  • Author(s): Ohkouchi S, Shibata M, Sasaki M, Koike M, Safig P, Peters C, Nagata S, *Uchiyama Y
  • Journal Title: PLos One Volume: 8 Pages: e59148
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lysosomal storage and advanced senescence in the brain of LAMP-2-deficient Danon disease. (2013)
  • Author(s): Furuta, A., Wakabayashi, K., Haratake, J., Kikuchi, H., Kabuta, T., Mori, F., Tokonami, F., Katsumi, Y., Tanioka, F., Uchiyama, Y., Nishino, I., Wada, K.
  • Journal Title: Acta Neuropathol Volume: 125 Pages: 459-461
  • Peer Reviewed
• [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 Pages: 816-830
  • Peer Reviewed
• [Presentation] リソソーム蓄積症とオートファジー (学術教育講演) (2014)
  • Author(s): 内山 安男
  • Organizer: 第１１９回日本解剖学会総会•全国学術集会
  • Place of Presentation: 自治医科大学
  • Year and Date: 20140327-20140329
  • Invited
• [Presentation] 神経細胞の極性とオートファジー (2014)
  • Author(s): 内山 安男
  • Organizer: 第１９回グリアクラブ特別講演
  • Place of Presentation: 新潟
  • Year and Date: 20140228-20140302
  • Invited
• [Presentation] 神経系におけるオートファジー (2014)
  • Author(s): 内山 安男
  • Organizer: 大阪大学蛋白質研究所セミナー 「オートファジーと疾患」
  • Place of Presentation: 大阪大学蛋白質研究所
  • Year and Date: 20140221-20140222
  • Invited
• [Presentation] Memorial lecture for the Late Prof. emer. Tsuneo Fujita – Lesson from “Science” of Prof. Fujita. (2013)
  • Author(s): Yasuo Uchiyama
  • Organizer: The 23rd International Symposium on Morphological Sciences
  • Place of Presentation: Niigata
  • Year and Date: 20130910-20130914
  • Invited
• [Presentation] 電子顕微鏡方法論.
  • Author(s): 内山 安男
  • Organizer: （独）医薬基盤研セミナー
  • Place of Presentation: （独）医薬基盤研究所
  • Invited
• [Book] Autophagy regulates lipid droplet formation and adipogenesis. In: Lipid metabolism. Ed by Rodrigo Valenzuela Baez. (2013)
  • Author(s): Uchiyama Y, Kominami E
  • Total Pages: pp149-162
  • Publisher: InTech