2015 Fiscal Year Research-status Report
コレステロールへの糖修飾によるパーキンソン病発症の制御メカニズムの解析
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26860199
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
秋山 央子 国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 基礎科学特別研究員 (80623462)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | パーキンソン病 / 糖化ステロール |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、酸性グルコシルセラミド分解酵素GBA1を介したパーキンソン病（PD）発症の制御メカニズムを明らかにすることである。近年、GBA1の機能破綻がPD発症を引き起こすことが明らかになりつつある。申請者は最近、GBA1がグルコシルセラミド分解活性だけではなく、コレステロールへのグルコース転移活性を有し、新規生理活性糖脂質・β-コレステリルグルコシド(β-CG)を合成することを明らかにした。本研究は、GBA1によるβ-CG合成という新しい視点からPD発症の制御メカニズムの解明を目指し、１）β-CG解析システムの立ち上げ、２）脳からのβ-CGの精製および構造決定、３）疾患モデル分析、４）疾患発症の制御メカニズムへのβ-CGの関与の検証、５）疾患治療へのβ-CGの応用の可能性の検討という５つのステップで研究を進める。
平成27年度は、まずステップ２に取り組み、脳からのβ-CGの精製および構造決定に成功した。β-CGはヒト線維芽細胞に存在することが以前に報告されているが、完全に構造決定がなされた例はない。今回、β-CG精製の出発材料にはニワトリ胎児胚脳を用い、順相クロマトグラフィー、および2段階の逆相クロマトグラフィーを駆使して精製を行った。β-CGのステロール部分の構造決定、特に環構造内の二重結合の位置を決定することは、エレクトロスプレーイオン化法を用いた質量分析、および一次元NMR分析では困難を極めた。そこで今回は、二次元NMR、およびスパイラル型の工学系を搭載したマトリクス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析計を用いてステロール部分の構造決定を行い、精製した脂質がβ-CGであることを確認した。続いてステップ３に取り組み、β-CG量がPDモデル生物の脳において変動していることを明らかにした。
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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
本研究は、GBA1によるβ-CG合成という新しい視点からPD発症の制御メカニズムの解明を目指し、１）β-CG解析システムの立ち上げ、２）脳からのβ-CGの精製および構造決定、３）疾患モデル分析、４）疾患発症の制御メカニズムへのβ-CGの関与の検証、５）疾患治療へのβ-CGの応用の可能性の検討という５つのステップで研究を進めていく。
平成27年度終了時点で、ステップ１～３の実施が完了しており、平成28年度はステップ４、５を実施する予定であることから、研究はおおむね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度は、交付申請書に記載した研究実施計画に従って、ステップ４、５（疾患発症の制御メカニズムへのβ-CGの関与の検証、疾患治療へのβ-CGの応用の可能性の検討）を進めていく。
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| Causes of Carryover |
交付申請時に計上した予算内で、平成27年度に完了を予定していた疾患モデル分析とβ-CGの精製・構造決定を完了させることができたため、未使用分を次年度に使用することにした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
交付申請書に記載した研究実施計画に従い、平成27年度未使用分および平成28年度請求の研究費を用いて疾患発症の制御メカニズムへのβ-CGの関与の検証、および疾患治療へのβ-CGの応用の可能性の検討を行う。
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[Journal Article] Glucosylated cholesterol in mammalian cells and tissues: formation and degradation by multiple cellular beta-glucosidases2016
Author(s)
Marques, A. R. Mirzaian, M. Akiyama, H. Wisse, P. Ferraz, M. J. Gaspar, P. Ghauharali-van der Vlugt, K. Meijer, R. Giraldo, P. Alfonso, P. Irun, P. Dahl, M. Karlsson, S. Pavlova, E. V. Cox, T. M. Scheij, S. Verhoek, M. Ottenhoff, R. van Roomen, C. P. Pannu, N. S. van Eijk, M. Dekker, N. Boot, R. G., et al.
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Journal Title
Journal of Lipid Research
Volume: 57
Pages: 451-463
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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