in vivoの核の分解過程に着目した新しい細胞死経路の探索

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Homeostatic Regulation by Various Types of Cell Death
• Project/Area Number: 15H01388
• 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): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 細胞死 / プルキンエ細胞 / カテプシンD / オートファジー / 小脳変性

Outline of Annual Research Achievements

プルキンエ細胞特異的にカテプシンDおよびAtg7を欠損させたマウス(CTSDF/F; GluD2-CreおよびAtg7F/F; GluD2-Cre)は共にプルキンエ細胞の変性を来すが、変性中の神経細胞はTUNELや活性化カスパーゼ-3、-9が陰性であった。一方全身性のカテプシンD欠損マウスに見られる海馬錐体細胞の細胞死についてはTUNEL陽性であり、その一部は活性型カスパーゼ-3が陽性であった。電子顕微鏡観察においては、変性過程の電子密度の高いカテプシンD欠損プルキンエ細胞、Atg7欠損プルキンエ細胞の両者において、典型的なクロマチンの凝集像が見られなかった。このことは、これらプルキンエ細胞はカスパーゼ非依存的な細胞死の経過を取ること示すとともに、カテプシンD欠損マウスではその神経系の部位により変性過程のメカニズムが異なることを示している。さらに、変性に伴うグリアの活性化を、GFAPおよびIba1染色で検討したところ、ミクログリアの活性化は細胞死が起こる時期に一時的に認められるにすぎないのに対し、バーグマングリアの活性化はプルキンエ細胞が消失後にも持続することが明らかとなった。加えて、プルキンエ細胞特異的カテプシンDおよびAtg7欠損マウス小脳変性の時間経過を検討したところ、前者のほうが後者より約1ヶ月早く変性が起こることが分かった。プルキンエ細胞特異的カテプシンD欠損プルキンエ細胞では異常なリソソーム、オートファゴソームの蓄積が顕著であり、これらが変性を加速させている可能性が示唆された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Morphological process of podocyte development revealed by block-face scanning electron microscopy (2017)
  • Author(s): Ichimura, K., Kakuta, S., Kawasaki, Y., Miyaki, T., Nonami, T., Miyazaki, N., Enomoto, S., Arai, S., Koike, M., Murata, K., Sakai, T
  • Journal Title: J. Cell Sci. Volume: 130 Pages: 12-23
  • DOI: 10.1242/jcs.187815
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Induction of autophagy in the hippocampus after hypoxic-ischemic injury to neonatal rats. (2017)
  • Author(s): Koike, M., Kawahara, A., Shibata, M., Uchiyama, Y.
  • Journal Title: Arch. Histol. Cytol. Volume: 77 Pages: 12-23
  • DOI: 10.1679/aohc.77.13
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Mice lacking BCAS1, a novel myelin-associated protein, display schizophrenia-like abnormal behaviors, and up-regulation of inflammatory genes in the brain. (2017)
  • Author(s): Ishimoto, T., Ninomiya, K., Inoue, R., Koike, M., Uchiyama, Y., Mori, H.
  • Journal Title: Glia Volume: 65 Pages: 727-739
  • DOI: 10.1002/glia.23129
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Suppression of ischemia-induced hippocampal pyramidal neuron death by hyaluronan tetrasaccharide through inhibition of Toll-like receptor 2 signaling pathway (2016)
  • Author(s): Sunabori, T., Koike, M., Asari, A., Oonuki, Y., Uchiyama, Y
  • Journal Title: Am. J. Pathol. Volume: 186 Pages: 1243-1251
  • DOI: 10.1016/j.ajpath.2016.03.016
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional links between SQSTM1 and ALS2 in the pathogenesis of ALS: Cumulative impact on the protection against mutant SOD1-mediated motor dysfunction in mice (2016)
  • Author(s): Hadano, S., Mitsui, S., Pan, L., Otomo, A., Kubo, M., Sato, K., Ono, S., Onodera, W., Abe, K., Koike, M., Uchiyama, Y., Aoki, M., Warabi, E., Yamamoto, M., Ishii, T., Yanagawa, T., Shang, HF., Yoshii, F
  • Journal Title: Hum. Mol. Genet. Volume: 25 Pages: 3321-3340
  • DOI: 10.1093/hmg/ddw180
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lysosomal storage of subunit c of mitochondrial ATP synthase in brain-specific ATP13a2-deficient mice (2016)
  • Author(s): Sato, S., Koike, M., Funayama, M., Ezaki, J., Fukuda, T., Ueno, T., Uchiyama, Y., Hattori, N
  • Journal Title: Am. J. Pathol. Volume: 186 Pages: 3074-3082
  • DOI: 10.1016/j.ajpath.2016.08.006
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Differential roles of NF-Y transcription factor in ER chaperone expression and neuronal maintenance in the CNS (2016)
  • Author(s): Yamanaka, T., Tosaki, A., Miyazaki, H., Kurosawa, M., Koike, M., Uchiyama, Y., Maity, SN., Misawa, H., Takahashi, R., Shimogori, T., Hattori, N., Nukina, N.
  • Journal Title: Sci. Rep. Volume: 6 Pages: 34575
  • DOI: 10.1038/srep34575
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The ATG conjugation systems are important for degradation of the inner autophagosomal membrane (2016)
  • Author(s): Tsuboyama, K., Koyama-Honda, I., Sakamaki, Y., Koike, M., Morishita, H., Mizushima, N
  • Journal Title: Science Volume: 654 Pages: 1036-1041
  • DOI: 10.1126/science.aaf6136
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ゴルジ体酸性環境不全に起因する病態発症機序の解明 (2017)
  • Author(s): 曽高友深、角田宗一郎、前田裕輔、木下タロウ、渡辺雅彦、崎村建司、内山安男、小池正人
  • Organizer: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 長崎大学医学部
  • Year and Date: 2017-03-31
• [Presentation] 中枢神経系特異的ゴルジ体機能不全モデルマウスの形態学的解析 (2017)
  • Author(s): 小池正人
  • Organizer: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 長崎大学医学部
  • Year and Date: 2017-03-31
  • Invited
• [Presentation] 酸性pH感受性緑色蛍光タンパク質pHluorinを用いたマイトファジーモニタープローブの作成 (2017)
  • Author(s): 谷田以誠、小池正人
  • Organizer: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 長崎大学医学部
  • Year and Date: 2017-03-30
• [Presentation] 髄鞘形成におけるリソソーム膜タンパク質LAMTOR1の役割 (2017)
  • Author(s): 砂堀毅彦、名田茂之、岡田雅人、内山安男、小池正人
  • Organizer: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 長崎大学医学部
  • Year and Date: 2017-03-29
• [Presentation] The role of autophagy and lysosomal proteolysis for the maintenance of the normal environment of central nervous system (2017)
  • Author(s): Masato Koike
  • Organizer: KOB (Kyushu Oral Biology)2017
  • Place of Presentation: 九州大学歯学部
  • Year and Date: 2017-02-11
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Visualization of the autophagosomal maturation: The ATG-conjugation systems are important for degradation of the inner autophagosomal membrane (2016)
  • Author(s): kuko Koyama-Honda, Kotaro Tsuboyama, Yuriko Sakamaki, Masato Koike, Hideaki Morishita, Noboru Mizushima
  • Organizer: ASCB 2016 annual meeting
  • Place of Presentation: 米国 サンフランシスコ
  • Year and Date: 2016-12-03 – 2016-12-07
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 冬虫夏草/コルジセピンの神経保護及び寿命延長作用 (2016)
  • Author(s): 田畑 幸司、伊藤 章悟、園田 純矢、高倉 健太郎、長井 薫、塩崎 元子、柴田 昌宏、小池 正人、内山 安男、後藤 隆洋
  • Organizer: 第39回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-07-20
• [Presentation] カテプシンDおよびAtg7欠損に伴うプルキンエ細胞変性軸索におけるAtg9A陽性の膜構造物の検討 (2016)
  • Author(s): 小池正人、柴田昌宏、砂堀毅彦、山口隼司、内山安男
  • Organizer: 第39回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2016-07-20
• [Presentation] 光顕と電顕を繋ぐために必要なpracticalな技術 (2016)
  • Author(s): 小池正人
  • Organizer: 日本解剖学会関東支部懇話会
  • Place of Presentation: 東京大学医学部
  • Year and Date: 2016-07-09
  • Invited