神経細胞内の異常なリソソームとオートファゴソームの関わりについての遺伝学的研究

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Multidisciplinary research on autophagy: from molecular mechanisms to disease states
• Project/Area Number: 26111519
• 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): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: LAMTOR1 / リソソーム / mTORC1 / 髄鞘 / ノックアウトマウス

Outline of Annual Research Achievements

HeLa細胞において、Lamp1陽性リソソームにおけるp18(LAMTOR1)の免疫陽性反応が分裂期で低下する傾向を見いだした。そこで、同調培養によりS・early G１・late G1・G2/M期の細胞を分取しウエスタンブロットを行い、G2/M期でp18、mTORC1の下流の標的タンパク質S6Kのリン酸化の減少を認めた。一方、WYE354投与や飢餓の誘導によるmTORC1の活性化の阻害はp18の量に影響を及ぼさなかった。以上は、分裂期のp18の減少がトリガーとなりmTORC1の活性化が抑制されることを示唆する。分裂期におけるepoxomicine投与によりp18の量が回複し、プルダウンアッセイによるユビキチン化タンパク質の検討により、G2/M期の細胞でp18抗体陽性のユビキチン化タンパク質の増加を認めたことから、分裂期のp18の減少へのユビキチン・プロテアソーム系の関与が示唆された。
次に、p18/LAMTOR1の中枢神経系特異的遺伝子欠損マウスを解析した結果、新生仔は体重が対照群より軽く、生後14日前後で致死となることを見出した。生後14日目のマウス脳を用いた免疫組織化学的解析により、ニューロン、アストロサイト、ミクログリアでは顕著な変化が観察されなかったのに対して、p18/LAMTOR1の中枢神経系特異的遺伝子欠損マウスでは、成熟したオリゴデンドロサイトのマーカータンパク質の発現が全脳にわたって消失していた。さらに、透過型電子顕微鏡をもちいた形態学的解析により、脳梁及び小脳における軸索の髄鞘化をほとんど認めなかった。以上の結果は、mTORC1の活性がオリゴデンドロサイトの分化に重要な働きがあることを示唆するものである。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ユトレヒト大学医学部(オランダ)
  • Country Name: NETHERLANDS
  • Counterpart Institution: ユトレヒト大学医学部
• [Journal Article] Neuroprotection by selective neuronal deletion of autophagy-related gene ATG7 in neonatal brain injury (2016)
  • Author(s): Xie, C., Ginet, V., Sun, Y., Koike, M., Zhou, K., Li, T., Li, H., Li, Q., Wang, X., Uchiyama, Y., Truttmann, AC., Kroemer, G., Puyal, J., Blomgren, K., Zhu, C
  • Journal Title: Autophagy Volume: 12 Pages: 410-423
  • DOI: 10.1080/15548627.2015.1132134
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Lysosomal neutralization triggered by Zn2+ accumulation through ZnT2 inhibits autophagy (2016)
  • Author(s): Yamada, D., Saiki, S., Furuya, N., Ishikawa, K., Imamichi, Y., Kambe, T., Fujimura, T., Ueno, T., Koike, M., Hattori, N
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 471 Pages: 109-116
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.01.171
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The ablation of mitochondrial protein phosphatase pgam5 confers resistance against metabolic stress (2016)
  • Author(s): Sekine S., Yao, A., Hattori, K., Sugawara, S., Naguro, I., Koike, M., Uchiyama, Y., Takeda, K., Ichijo, H
  • Journal Title: EBioMedicine Volume: 6 Pages: 82-92
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2016.01.031
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A specific tripeptidyl substrate for tripeptidyl peptidase activity is effectively hydrolyzed by alanyl aminopeptidase/aminopeptidase N/CD13 in the rat kidney (2016)
  • Author(s): Shibata, M., Koike, M., Kusumi, S., Sato, N., Uchiyama, Y
  • Journal Title: Arch Histol Cytol. Volume: 76 Pages: 1-8
  • DOI: 10.1679/aohc.76.1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Macroautophagy is essential for killing of Burkholderia pseudomallei in human neutrophils (2015)
  • Author(s): Rinchai, D., Riyapa, D., Buddhisa, S., Utispan, K., Titball, R.W., Stevens, P.M., Stevens, J.M., Ogawa, M., Tanida, I., Koike, M., Uchiyama, Y., Ato, M., Lertmemongkolchai, Gv
  • Journal Title: Autophagy Volume: 11 Pages: 748-755
  • DOI: 10.1080/15548627.2015.1040969
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] VPS29-VPS35 intermediate of retromer is stable and may be involved in the retromer complex assembly process (2015)
  • Author(s): Fuse, A., Furuya, N., Kakuta, S., Inose, A., Sato, M., Koike, M., Saiki, S., Hattori, N
  • Journal Title: FEBS lett Volume: 589 Pages: 1430-1436
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2015.04.040
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Human herpesvirus 6A U14 is important for virus maturation (2015)
  • Author(s): Mori, J., Tang, H., Kawabata, A., Koike, M., Mori, Y
  • Journal Title: J Virol Volume: 90 Pages: 1677-1681
  • DOI: 10.1128/JVI.02492-15
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ライソゾーム分解系 (2015)
  • Author(s): 小池正人
  • Journal Title: 生体の科学 Volume: 66 Pages: 496-497
• [Presentation] Cellular localization and tissue distribution of endogenous DFCP1 protein (2016)
  • Author(s): Koike, M., Nanao, T., Yamaguchi, J., Sasaki, M., Uchiyama, Y
  • Organizer: 第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: ビッグパレットふくしま（福島県郡山市）
  • Year and Date: 2016-03-28 – 2016-03-31
• [Presentation] オリゴデンドロサイト分化における mTORC1活性化の意義 (2016)
  • Author(s): 砂堀毅彦、名田茂之、岡田雅人、内山安男、小池正人
  • Organizer: 第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: ビッグパレットふくしま（福島県郡山市）
  • Year and Date: 2016-03-28 – 2016-03-31
• [Presentation] 糸球体足細胞における突起とスリット膜の発生過程 (2016)
  • Author(s): 市村浩一郎、角田宗一郎、川崎優人、小池正人、坂井建雄
  • Organizer: 第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: ビッグパレットふくしま（福島県郡山市）
  • Year and Date: 2016-03-28 – 2016-03-31
• [Presentation] ゴルジ体の形成異常に起因する神経病態発症機序の解明 (2016)
  • Author(s): 曽高友深、角田宗一郎、前田祐輔、木下タロウ、渡辺雅彦、崎村建司、内山安 男、小池正人
  • Organizer: 第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: ビッグパレットふくしま（福島県郡山市）
  • Year and Date: 2016-03-28 – 2016-03-31
• [Presentation] 類鼻疽菌に感染した好中球に誘導されるオートファジー関連構造体についての解析 (2016)
  • Author(s): 谷田以誠、Darawan Rinchai、小川道永、小池正人、内山安男、Ganjana Lertmemongkolchai、阿戸学
  • Organizer: 第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: ビッグパレットふくしま（福島県郡山市）
  • Year and Date: 2016-03-28 – 2016-03-31
• [Presentation] An immunoelectron microscopy protocol for high resolution endogenous LC3 localization (2016)
  • Author(s): Ann De Maziere、Suzanne van Dijk、Masato Koike、Cilia de Heus、 Judith Klumperman
  • Organizer: Gordon Research Conference Autophagy in Stress, Development & Disease
  • Place of Presentation: ヴェンチュラ（アメリカ）
  • Year and Date: 2016-03-20 – 2016-03-25
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] オメガソームマーカーDFCP1の内在性分子の細胞内局在と組織分布 (2015)
  • Author(s): 小池正人、七尾友久、山口隼司、内山安男
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [Presentation] 転写因子NF-Yの機能欠損は細胞種特異的な神経変性病態を示す (2015)
  • Author(s): 山中智行、戸崎麻子、宮崎晴子、黒澤大、小池正人、内山安男、Sankar N Maity、三澤日出巳、服部信孝、貫名信行
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [Presentation] 変異SOD1発現ALSマウスモデルの運動ニューロン変性はNrf2ではなく、p62/SQSTM1の機能喪失に より悪化する (2015)
  • Author(s): 三井駿、久保瑞希、潘雷、大友麻子、小池正人、内山安男、青木正志、山本 雅之、石井哲郎、柳川徹、Hui-Fang Shang、吉井文均、秦野伸二
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-07-28 – 2015-07-31
• [Presentation] Cellular localization and tissue distribution of endogenous DFCP1 protein (2015)
  • Author(s): Koike, M., Nanao, T., Yamaguchi, J., Sasaki, M., Uchiyama, Y
  • Organizer: 第67回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • Year and Date: 2015-06-30 – 2015-07-02
• [Remarks] 順天堂大学大学院医学研究科
  • URL: http://www.juntendo.ac.jp/graduate/laboratory/labo/shinkei_kozo/