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Functional modification of the endosomal pathway to inhibit neurodegenerative processes.

Research Project

Project/Area Number 19K22275
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

SHIBATA Hideki  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (30314470)

Project Period (FY) 2019-06-28 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsエンドソーム / リソソーム / 神経変性疾患 / アネキシン / ESCRT / カルシウム
Outline of Research at the Start

神経変性疾患の共通の病変として異常なアミロイド様の凝集体形成があげられる。これまでに様々な神経変性疾患の発症に関連する遺伝子変異が同定されたが、その中にはエンドソーム経路で機能する蛋白質をコードする遺伝子の変異が複数知られている。本研究では、培養細胞系を用いて、これら変異体の発現が異常凝集体の分解、増幅、分泌に及ぼす影響を明らかにする。また、疾患関連変異体が相互作用する蛋白質を同定する。同定された蛋白質の発現量や機能の操作がエンドソーム経路を介した凝集体の分解機能を亢進するかを検証し、エンドソームの機能改変による異常凝集体の毒性の低減および伝搬の抑制を目指す。

Outline of Final Research Achievements

A characteristic lesion of neurodegenerative diseases is the formation of amyloid fiber-like aggregates, exemplified by TDP-43 in amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Aggregates are formed when pathological proteins are seeded and sequester normal cytoplasmic proteins. In this study, cell lines were established that can be monitored the formation of aggregates in the cytoplasm by the ALS-associated mutants of annexin A11 and TDP-43 with mutations in its nuclear localization signal and RNA-binding motifs. Using these cells, the mutant proteins were found to form aggregates triggered by lysosomal damage. On the other hand, these mutants were shown to be rapidly degraded by proteasomes in cells where they did not form aggregates.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

神経変性過程で神経細胞内に形成される凝集体は、そのシーズとなる異常蛋白質の蓄積量が凝集体の増幅、細胞間伝搬に密接に関連していると考えられる。本研究で樹立した異常蛋白質の発現細胞は、凝集体の形成過程と細胞間伝搬をモニターできることから、神経変性の進行を阻害する薬剤の開発などへの応用が期待される。また、ALS発症に関連するアネキシンA11変異体が、TDP-43の異常蛋白質と同様の分解系と凝集体形成機構を持ち合わせていることが判明した。これらの異常蛋白質を積極的に分解する分子機構を解明し、その機能を維持することできれば、神経変性疾患の根本治療法の開発につながる可能性がある。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (5 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University College London/King's College London(英国)

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  • [Int'l Joint Research] University College London/King’ s College London(英国)

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  • [Int'l Joint Research] University College London/King’ s College London(英国)

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  • [Int'l Joint Research] University College London/King’s College London(英国)

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Journal Article] Amino Acid-Mediated Intracellular Ca2+ Rise Modulates mTORC1 by Regulating the TSC2-Rheb Axis through Ca2+/Calmodulin2021

    • Author(s)
      Amemiya Yuna、Nakamura Nao、Ikeda Nao、Sugiyama Risa、Ishii Chiaki、Maki Masatoshi、Shibata Hideki、Takahara Terunao
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 22 Issue: 13 Pages: 6897-6897

    • DOI

      10.3390/ijms22136897

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Novel ALG-2 Target Protein CDIP1 Promotes Cell Death by Interacting with ESCRT-I and VAPA/B2021

    • Author(s)
      Inukai Ryuta、Mori Kanako、Kuwata Keiko、Suzuki Chihiro、Maki Masatoshi、Takahara Terunao、Shibata Hideki
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 22 Issue: 3 Pages: 1175-1175

    • DOI

      10.3390/ijms22031175

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Amino acid-dependent control of mTORC1 signaling: a variety of regulatory modes2020

    • Author(s)
      Takahara Terunao、Amemiya Yuna、Sugiyama Risa、Maki Masatoshi、Shibata Hideki
    • Journal Title

      Journal of Biomedical Science

      Volume: 27 Issue: 1 Pages: 87-87

    • DOI

      10.1186/s12929-020-00679-2

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] SH3YL1 cooperates with ESCRT-I in the sorting and degradation of the EGF receptor2019

    • Author(s)
      Hasegawa Junya、Jebri Imen、Yamamoto Hikaru、Tsujita Kazuya、Tokuda Emi、Shibata Hideki、Maki Masatoshi、Itoh Toshiki
    • Journal Title

      Journal of Cell Science

      Volume: 132 Issue: 19 Pages: 229179-229179

    • DOI

      10.1242/jcs.229179

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ALSに関連するアネキシンA11変異体の細胞内動態の解析2023

    • Author(s)
      天野柊吾, 林本敬大, 船戸聖音, 牧正敏, 高原照直, 柴田秀樹
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ALS原因遺伝子産物TDP-43の定量的解析を目的としたモデル培養細胞の開発2022

    • Author(s)
      舟橋里帆、高原照直、牧正敏、柴田秀樹
    • Organizer
      日本農芸化学会2022年度(令和4年度)大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Ca2+結合タンパク質ALG-2の損傷リソソーム動員機構の解析2020

    • Author(s)
      川野琢己、舟橋里帆、高原照直、牧正敏、柴田秀樹
    • Organizer
      第72回日本細胞生物学会大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 損傷リソソームへのCa2+結合タンパク質ALG-2動員の分子機構解析2020

    • Author(s)
      川野琢己、舟橋里帆、森花菜子、桑田啓子、牧正敏、高原照直、柴田秀樹
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 損傷リソソームへのカルシウム結合タンパク質の動員とその役割の解析2019

    • Author(s)
      川野琢己、林本敬大、高原照直、牧正敏、柴田秀樹
    • Organizer
      第19回 日本蛋白質化学会年会 第71回 日本細胞生物学会大会 合同年次大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Remarks] 名古屋大学大学院生命農学研究科分子細胞制御学研究室ホームページ

    • URL

      https://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~mcr/

    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-07-04   Modified: 2024-01-30  

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