2014 Fiscal Year Research-status Report
ＮＩＰＳＮＡＰ１によるミトコンドリアの品質管理制御と疼痛慢性化との関連
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26460709
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
芦高 恵美子 大阪工業大学, 工学部, 教授 (50291802)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 誠二 関西医科大学, 医学部, 教授 (80201325)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | NIPSNAP1 / ミトコンドリア / マイトファジー / 糖尿病性神経因性疼痛 / 一酸化窒素 / 遺伝子発現 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らは、疼痛制御ペプチド・ノシスタチンの結合分子として細胞膜に存在するNIPSNAP1を同定し、疼痛制御に関わることを明らかにした。他方、NIPSNAP1はミトコンドリアにも存在し、オートファジー関連分子との会合、NIPSNAP1高発現細胞でのミトコンドリア凝集、NIPSNAP1遺伝子欠損マウスでのノシスタチン非依存的な炎症性疼痛の慢性化が起こることを見いだした。本研究は、ミトコンドリアNIPSNAP1による(1)ミトコンドリアの動態制御、(2)ミトコンドリアのオートファジー(マイトファジー)制御、(3)疼痛慢性化との関連に焦点をあて、ミトコンドリアの品質管理に基づく疼痛慢性化の制御機構を解明する。
本年度は、感覚神経の細胞体である後根神経節の培養細胞を用い、ミトコンドリアの機能不全によって誘導されるミトコンドリア動態とマイトファジーについて解析した。ミトコンドリア脱共役剤CCCPの24時間処理により、野生型マウスの細胞ではミトコンドリアとリソソームの共局在とオートファジーの主要なアダプター分子であるp62のドッド数が増加したことからマイトファジーの誘導が認められた。一方、NIPSNAP1遺伝子欠損マウスから調製した細胞では、CCCPによりミトコンドリアとリソソームの共局在は増加せず、p62のドッド数はCCCP処理の有無に関係なく増加していた。NIPSNAP1欠損ではp62は結合するもののミトコンドリアとリソソームとの融合が抑制されていることが示唆された。また、慢性疼痛として炎症性疼痛と糖尿病性神経因性疼痛モデルを作製し、NIPSNAP1やオートファジー関連分子の遺伝子発現やミトコンドリアの機能について解析した。炎症性疼痛ではNIPSANP1の発現が顕著に減少していること、糖尿病性神経因性疼痛モデルの脊髄後角では一酸化窒素の産生が上昇することを見いだした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的は、ミトコンドリアNIPSNAP1による(1)ミトコンドリアの動態制御、(2)ミトコンドリアのオートファジー(マイトファジー)制御、(3)疼痛慢性化との関連を明らかにすることである。(1)と(2)に関しては、ミトコンドリア脱共役剤CCCPの24時間処理により生じた機能不全のミトコンドリアがp62との結合を介してリソソームにより処理されること、NIPSANP1欠損ではp62と結合するもののリソソームとの融合が抑制されていることが明らかになった。よって、NIPSNAP1は機能不全ミトコンドリア処理であるマイトファジーに関してリソソームとの融合を制御していることが示唆された。また、(3)に関しては、慢性疼痛として炎症と糖尿病モデルマウスを作製し、NIPSANP1の遺伝子発現や一酸化窒素の産生上昇などの知見を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究結果より、NIPSNAP1はマイトファジーにおいてリソソームとの融合を制御していることが示唆された。今後は、ミトコンドリアの動態とマイトファジーの経時的変化、NIPSNAP1の相互作用によるマイトファジー関連分子の機能変化を解析し、NIPSNAP1のマイトファジーとリソソーム融合のメカニズムを明らかにする。また、長期炎症モデルや癌性疼痛などの疼痛モデルマウスを作製し、NIPSNAP1やマイトファジー関連分子の発現を解析し、慢性疼痛との関連を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
発注済みの試薬が、製造元の原料調達遅れのため、納期が４月以降に遅れたため。
また、研究成果の論文作成にあたり英語添削費用を予定していたが、追加実験を加えたため論文作成完了が４月上旬になったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
発注済みの試薬は、製造元から製造不可能の連絡を受け発注中止とした。
次年度使用額は、研究成果の論文の英語添削および投稿に関して使用する。
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