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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Study on molecular machinery of suppression of neurodegeneration by autophagy and drug discovery research

Research Project

Project/Area Number 26251020
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

吉森 保  大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (60191649)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2019-03-31
Keywordsオートファジー / Rubicon / パーキンソン病 / 低分子化合物
Outline of Annual Research Achievements

1)生体におけるオートファジー亢進の影響の検討 オートファジーの亢進によってアルツハイマー病を改善する治療戦略が考えられているが、オートファジーの持続的亢進が実際に生体に何をもたらすかはほとんど知られていない。我々が同定したオートファジーの負の制御因子Rubiconの発現を遺伝子破壊などで抑制すると、オートファジーの持続的亢進状態を人為的に作ることが可能である。これまでに中枢神経特異的Rubicon KOマウスでパーキンソン病の病態が抑制されることを示しているが、平成30年度には全身においてRubicon をKOしたマウスではある組織の形成不全が起こることが明らかになった(未発表)。オートファジーの恒常的亢進が常にbeneficialとは限らないことを示しており、治療戦略上極めて重要な情報である。さらに、平成30年度にはパーキンソン病の原因となるアルファシヌクレインを発現した線虫で、Rubicon KDによって凝集塊形成の改善を示した。またプレリミナリだが、RubiconをKDすると凝集塊形成による運動機能障害が改善する傾向があることを見出した。
2)神経変性疾患抑制を目的とした低分子化合物・内在性タンパク質の探索 よりオートファジー特異性の高い亢進剤を同定するため、低分子化合物のスクリーニングを実施し平成29年度までに複数の候補を得た。平成30年度はそれらの候補の解析を行い、そのうちのひとつが飢餓誘導性の非選択的オートファジーには影響しないが、病原体やタンパク質凝集塊に対する選択的オートファジーを特異的に促進することを見出した。この化合物を培養液に加えることで、ポリグルタミン凝集塊形成が顕著に抑制された。この化合物の効果はmTOR経路を介さない。非選択的オートファジーに影響せずmTOR経路を介さないことで、より副作用の少ない薬剤を開発できる可能性がある。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (25 results)

All 2019 2018

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 3 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 17 results)

  • [Journal Article] Suppression of autophagic activity by Rubicon is a signature of aging2019

    • Author(s)
      Nakamura S#, Oba M#, Suzuki M, Takahashi A, Yamamuro T, Fujiwara M, Ikenaka K, Minami S, Tabata N, Yamamoto K, Kubo S, Tokumura A, Akamatsu K, Miyazaki Y, Kawabata T, Hamasaki M, Fukui K, Sango K, Watanabe Y, Takabatake Y, Kitajima TS, Okada Y, Mochizuki H, Isaka Y, Antebi A, Yoshimori T
    • Journal Title

      Nat. Commun.

      Volume: 10 Pages: 847

    • DOI

      10.1038/s41467-019-08729-6

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Distinct functions of ATG16L1 isoforms in membrane binding and LC3B lipidation in autophagy-related processes2019

    • Author(s)
      Lystad AH*, Carlsson SR*, de la Ballina LR, Kauffman KJ, Nag S, Yoshimori T, Melia TJ, Simonsen A
    • Journal Title

      Nat. Cell. Biol.

      Volume: 21 Pages: 372-383

    • DOI

      10.1038/s41556-019-0274-9

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A brain-enriched Drp1 isoform associates with lysosomes, late endosomes and the plasma membrane2018

    • Author(s)
      Itoh K, Adachi Y, Yamada T, Suzuki TL, Otomo T, McBride HM, Yoshimori T, Iijima M, Sesaki H
    • Journal Title

      J. Biol. Chem.

      Volume: 293 Pages: 11809-11822

    • DOI

      10.1074/jbc.RA117.001253

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Trophoblast-Specific Conditional Atg7 Knockout Mice Develop Gestational Hypertension2018

    • Author(s)
      Aoki A, Nakashima A, Kusabiraki T, Ono Y, Yoshino O, Muto M, Kumasawa K, Yoshimori T, Ikawa M, Saito S
    • Journal Title

      Am. J. Pathol.

      Volume: 188 Pages: 2474-2486

    • DOI

      10.1016/j.ajpath.2018.07.021

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transgenic expression of a ratiometric autophagy probe specifically in neurons enables the interrogation of brain autophagy in vivo2018

    • Author(s)
      Lee JH, Rao MV, Yang DS, Stavrides P, Im E, Pensalfini A, Huo C, Sarkar P, Yoshimori T, Nixon RA
    • Journal Title

      Autophagy

      Volume: 15 Pages: 543-557

    • DOI

      10.1080/15548627.2018.1528812

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Induction of selective autophagy in cells replicating hepatitis C virus genome2018

    • Author(s)
      Mori H, Fukuhara T*, Ono C, Tamura T, Sato A, Fauzyah Y, Wada M, Okamoto T, Noda T, Yoshimori T, Matsuura Y
    • Journal Title

      J. Gen. Virol.

      Volume: 99 Pages: 1643-1657

    • DOI

      10.1099/jgv.0.001161

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] An ATG16L1-dependent pathway promotes plasma membrane repair and limits Listeria monocytogenes cell-to-cell spread2018

    • Author(s)
      Tan JM, Mellouk N, Osborne SE, Ammendolia DA, Dyer DN, Li R, Brunen D, van Rijn JM, Huang J, Czuczman MA, Cemma MA, Won AM, Yip CM, Xavier RJ, MacDuff DA, Reggiori F, Debnath J, Yoshimori T, Kim PK, Fairn GD, Coyaud E, Raught B, Muise AM, Higgins DE, Brumell JH
    • Journal Title

      Nat. Microbiol.

      Volume: 3 Pages: 1472-1485

    • DOI

      10.1038/s41564-018-0293-5

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Bidirectional Control of Autophagy by BECN1 BARA Domain Dynamics2018

    • Author(s)
      Chang C, Young LN, Morris KL, von Buelow S, Schoeneberg J, Yamamoto-Imoto H, Oe Y, Yamamoto K, Nakamura S, Stjepanovic G, Hummer G, Yoshimori T, Hurley JH
    • Journal Title

      Mol. Cell.

      Volume: 73 Pages: 339-353

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2018.10.035

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] オートファジー:疾患に対抗し寿命を延ばす細胞の守護者2019

    • Author(s)
      吉森保
    • Organizer
      第1回 医学系研究科-産業科学研究所懇話会
    • Invited
  • [Presentation] Autophagy: Its molecular machinery and implications in diseases2019

    • Author(s)
      吉森保
    • Organizer
      The 1st OIST-OU Joint Symposium “Cell Biology and Immunology”,
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Suppression of Autophagy by Rubicon Is Signature of Aging.2019

    • Author(s)
      吉森保
    • Organizer
      Keystone Symposia on Molecular and Cellular Biology "Autophagy: From Model Systems to Therapeutic Opportunities"
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Dissection of Molecular Mechanisms in Lysophagy2018

    • Author(s)
      吉森保
    • Organizer
      Keystone Symposia on Molecular and Cellular Biology "Selective Autophagy"
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] オートファジー:感染症などの疾患に対抗する細胞の守護者2018

    • Author(s)
      吉森保
    • Organizer
      第92回日本感染症学会学術講演会・第66回日本化学療法学会総会
    • Invited
  • [Presentation] オートファジーによる疾患抑制の分子機構2018

    • Author(s)
      吉森保
    • Organizer
      千里ライフサイエンスセミナーM2:オートファジーと疾患
    • Invited
  • [Presentation] 疾患と老化に対抗するオートファジー2018

    • Author(s)
      吉森保
    • Organizer
      新潟大学教育研究特別シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] オートファジー:疾患に対抗し寿命を延長する細胞内分解システム2018

    • Author(s)
      吉森保
    • Organizer
      第34回創薬セミナー
    • Invited
  • [Presentation] オートファジー:疾患と老化に対抗する細胞の恒常性維持機構2018

    • Author(s)
      吉森保
    • Organizer
      第2回Aging Forum
    • Invited
  • [Presentation] Autophagy and its Relevance to Movement Disorders2018

    • Author(s)
      吉森保
    • Organizer
      MDS Basic Science Summer School
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 22 Years of Autophagy: towards Understanding the Cellular Self-Degradation System Fighting against Diseases and Aging2018

    • Author(s)
      吉森保
    • Organizer
      Keynote lecture in 2nd Nordic Autophagy Society Conference
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 細胞の守護者オートファジー:疾患と老化に対抗する細胞恒常性維持機構2018

    • Author(s)
      吉森保
    • Organizer
      第16回高付加価値食品開発のためのフォーラム(シーズとニーズの新たな出会い)
    • Invited
  • [Presentation] 21 Years of Autophagy: towards Understanding the Intracellular Degradation System Fighting against Diseases and Aging2018

    • Author(s)
      吉森保
    • Organizer
      26th Conference of the European Cell Death Organization “Cell death in disease: from small molecules to translational medicine”
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] A E3 Ligase in Lysophagy and Xenophagy in Endothelial Cells2018

    • Author(s)
      吉森保
    • Organizer
      HFSP meeting 2018 in Osaka~The physical basis of autophagosome biogenesis~
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] オートファジーによる疾患制御の分子機構2018

    • Author(s)
      吉森保
    • Organizer
      第40回北海等大学獣医学学術交流基金群講演会
    • Invited
  • [Presentation] 組織によってオートファジーの能力や役割は異なる2018

    • Author(s)
      吉森保
    • Organizer
      第11回オートファジー研究会
    • Invited
  • [Presentation] オートファジーとは何か:ノーベル賞の大隅先生と挑んだ21年2018

    • Author(s)
      吉森保
    • Organizer
      安田記念医学財団創立30周年記念講演会
    • Invited

URL: 

Published: 2019-12-27  

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