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カルシニューリンによる興奮性神経細胞死制御機構の解明と新しい脳保護薬の創出

研究課題

研究課題/領域番号 12557116
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 脳神経外科学
研究機関岡山大学

研究代表者

松井 秀樹  岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (30157234)

研究分担者 李 勝天  岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (90325093)
富澤 一仁  岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 講師 (40274287)
松下 正之  岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (30273965)
大本 尭史  岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (60032900)
森脇 晃義  岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (10144742)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
10,200千円 (直接経費: 10,200千円)
2002年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2001年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2000年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
キーワード蛋白質セラピー法 / Invivo Protein Transduction / カルシニューリン / カルパイン / カルバスタチン / アポトーシス / 神経細胞死 / カルシウムチャネル / 免疫抑制剤 / FK506結合蛋白質 / シクロスポリン / 膀胱肥大 / FK506 / 蛋白質セラピー / In vivo Protein Transduction / TAT / Aキナーゼ / 長期増強 / PKI
研究概要

Ca2+イオンによって制御を受ける脱リン酸化酵素カルシニューリンによる神経細胞死の制御メカニズムを解明し、さらにこれを利用した新しい脳保護薬を創出した。得られた成果は以下のとおりである。
1)これまで独立した経路と考えられてきたカルシニューリン系とカルパイン(Ca^<2+>イオンにより活性制御を受けるプロテアーゼ)系の間にクロストークがあることを初めて明らかにした。
2)このクロストークは脳虚血後の神経細胞死のモデルである興奮性神経細胞死において重要な働きをする事を明らかにした。
3)カルシニューリンの触媒サブユニットAはカルパインによって三カ所で切断され57Kda、48Kda、45Kdaの三種類のC末端欠失産物を生じる。57KdaはCa2+/カルモデュリンによる活性被制御能を保持しているが、48Kda、45Kdaの産物は構成的活性型である。
4)海馬ならびに皮質の初代培養細胞をグルタミン酸あるいはカイニン酸で短時間刺激(15分)するとカルシニューリンAの分解産物が産生され刺激後3時間程度で最大となり24時間以上持続して存在する。
5)マウスの海馬興奮性神経細胞死モデルでも構成的活性型のカルシニューリンが産生された。
6)構成的活性型のカルシニューリンAを海馬の培養神経細胞に発現させるとカイニン酸やグルタミン酸などの刺激を加えなくても、カスパーゼ3の活性が上昇し、Tune1陽性細胞が出現してアポトーシスが誘導された。
7)新しく創出したカルパイン抑制剤はこのアポトーシス出現を抑制した。
本研究により神経細胞死の新しい機構を示し、この機構を利用した新しい治療法を提示する事ができた。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (41件)

  • [文献書誌] Matsushita M., Matsui H.et al.: "A high efficiency protein transduction system proving the role of PKA in long lasting LTP."J.Neurosci.. 21(16). 6000-6007 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomizawa, K., Matsui H.et al.: "Cdk5/P35 regulates neurotransmitter release through phosphorylation and downregulation of P/Q-type voltage-dependent calcium channel activity."J.Neurosci.. 22(7). 2590-2597 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Li, S-T., Matsui H.et al.: "Calcineurin Plays Different Roles in Group II Metabotropic Glutamate Receptor- and NMDA Receptor-Dependent Long-Term Depression."J.Neurosci.. 22(12). 5034-5041 (2002)

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  • [文献書誌] Takenobu, T., Matsui H.et al.: "Development of p53 protein transduction therapy using membrane-permeable peptides and the application to oral cancer cells."Mol.Cancer Therapeutics. 1. 1043-1049 (2002)

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  • [文献書誌] Matsui, H., Tomizawa, K.: "Protein Therapy : In Vivo Protein Transduction by Polyarginine(11R) PTD and Subcellular Targeting Delivery."Current Protein and Peptide Science. 4. 151-157 (2003)

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  • [文献書誌] Tomizawa, K., Matsui H.et al.: "Oxytocin improves long-lasting spatial memory in motherhood hippocampus through MAP kinase cascade."Nature Neurosci.. 6(4). 384-390 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wu, H-Y., Matsui, H.et al.: "Poly-arginine-fused calpastatin peptide, a livind cell membrane-permeable and specific inhibitor for calpain."Neurosci.Res.. 47. 131-135 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nozaki, K., Matsui, H.et al.: "Calcineurin Mediates Bladder Smooth Muscle Hypertrophy after Bladder outlet Obstruction."J.Urology. 170. 2077-2081 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomizawa, K., Matsui, H.et al.: "Cophosphorylation of amphiphysin land dynamin I by Cdk5 regulates clathrin-mediated endocytosis of synaptic vesicles."J.Cell Biol.. 163. 813-824 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wu, H-Y., Matsui, H.et al.: "Critical role of calpain-mediated cleavage of calcineurin in excitotoxic neurodegeneration."J.Biol.Chem.. 279. 4929-4940 (2004)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Li, S.-T., Matsui, H.et al.: "HIV-1 tat inhibits long-term potentiation and attenuates spatial learning."Ann.Neurol.. 55. 362-371 (2004)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noguchi, H., Matsui, H.et al.: "A new cell-permeable peptide allows successful allogeneic islet transplantation in mice."Nature Med.. 10. 305-309 (2004)

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  • [文献書誌] 富澤一仁, 松下正之, 杉本直巳, 松井秀樹: "化学"遺伝子治療からタンパク質セラピーへ. 5 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsushita M., Tomizawa K., Moriwaki M., Li S-H., Terada H., Ohmoto T., Matsui H.: "A high efficiency protein transduction system proving the role of PKA in long lasting LTP."J.Neurosci.. 21(16). 6000-6007 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomizawa, K., Ohta, J., Matsushita, M., Moriwaki, A., Li, S-T., Takei, K., Matsui, H.: "Cdk5/P35 regulates neurotransmitter release through phosphorylation and downregulation of P/Q-type voltage-dependent calcium channel activity."J.Neurosci.. 22(7). 2590-2597 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Li, S-T., Kato, K., Tomizawa, K., Matsushita, M., Moriwaki, A., Matsui, H., Mikoshiba, K.: "Calcineurin Plays Different Roles in Group II Metabotropic Glutamate Receptor-and NNIDA Receptor-Dependent Long-Term Depression."J.Neurosci.. 22(12). 5034-5041 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takenobu, T., Tomizawa, K., Matsushita, M., Li, S.-T., Moriwaki, A., Lu, Y.-F., Matsui, H.: "Development of p53 protein transduction therapy using membrane-permeable peptides and the application to oral cancer cells."Mol.Cancer Therapeutics. 1. 1043-1049 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsui, H., Tomizawa, K., Lu Y.-F., Matsushita, M.: "Protein Therapy : In Vivo Protein Transduction by Polyarginine(11R) PTD and Subcellular Targeting Delivery."Current Protein and Peptide Science. 4. 151-157 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomizawa, K., Iga, N., Lu, Y.-F., Moriwaki, A., Matsushita, M., Li, S.-T., Miyamoto, O., Itano, T., Matsui, H.: "Oxytocin improves long-lasting spatial memory in motherhood hippocampus through MAP kinase cascade."Nature Neurosci.. 6(4). 384-390 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wu, H-Y., Tomizawa, K., Matsushita, M., Lu, Y-F., Li, S-T., Matsui, M.: "Poly-arginine-fused calpastatin peptide, a livind cell membrane-permeable and specific inhibitor for calpain."Neurosci.Res.. 47. 131-135 (2003)

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    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nozaki, K., Tomizawa, K., Yokoyama, T., Kumon, H., Matsui H.: "Calcineurin Mediates Bladder Smooth Muscle Hypertrophy after Bladder outlet Obstruction."J.Urology,. 170. 2077-2081 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomizawa, K., Sunada, S., Lu, Y.-F., Oda, Y., Kinuta, M., Ohshima, T., Saito, T., Wei F.-Y., Matsushita, M., Li, S.-T., Tsutsui, K., Hisanaga, S., Mikoshiba, K., Takei, K., Matsui, H.: "Cophosphorylation of amphiphysin I and dynamin I by Cdk5 regulates clathrin-mediated endocytosis of synaptic vesicles."J.Cell Biol.. 163. 813-824 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wu, H.-Y., Tomizawa, K., Oda, Y., Wei, F.-Y., Lu, Y.-F., Matsushita, M., Li, S.-T., Moriwaki, A., Matsui, H.: "Critical role of calpain-mediated cleavage of Calcineurin in excitotoxic neurodegeneration."J.Biol.Chem.. 279. 4929-4940 (2004)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noguchi, H., Matsushita, M., Okitsu, T., Moriwaki, A., Tomizawa, K., Kang, S., Li, S.-T., Kobayashi, N., Matsumoto, S., Tanaka, K., Tanaka, N., Matsui, H.: "A new cell-permeable peptide allows successful allogeneic islet transplantation in mice."Nature Med.. 10. 305-309 (2004)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Li, S.-T., Matsushita, M., Moriwaki, A., Saheki, Y., Lu, Y.-F., Tomizawa, K., Wu, H.-Y., Terada, H., Matsui, H.: "HIV-1 tat inhibits long-term potentiation and attenuates spatial learning."Ann.Neurol.. 55(in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomizawa, K., Ohta, J.et al.: "Cdk5/P35 regulates neurotransmitter release through phosphorylation and downregulation of P/Q-type voltage-dependent calcium channel activity"J.Neurosci.. 22(7). 2590-2597 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Li, S-T., Kato, K.: "Calcineurin Plays Different Roles in Group II Metabotropic Glutamate Receptor-and NMDA Receptor-Dependent Long-Term Depression"J.Neurosci.. 22(12). 5034-5041 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Seki, Y., Ikeda, S.: "Sequencing analysis of a putative human O-sialoglycoprotein endopeptidase gene (OSGEP) and analysis of a bidirectional promoter between the OSGEP and APEX genes"Gene.. 285. 101-108 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Takenobu, T., Tomizawa, K.: "Development of p53 protein transduction therapy using membrane-permeable peptides and the application to oral cancer cells"Mol.Cancer Therapeutics. 1. 1043-1049 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 富澤一仁, 松下正之, 杉本直己, 松井秀樹: "遺伝子治療からタンパク質セラピーへ"化学. 57巻9号. 50-55 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Matsushita, M., Tomizawa, K, et al.: "A high efficiency protein transduction system proving the role of PKA in long lasting LTP"J.Neurosci.. 21(16). 6000-6007 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kurazono, S., Okamoto, M, et al.: "Recombinant core protein fragment of phosphacan, a brain specific chondroitin sulfate proteoglycan, promote excitotoxic cell death of cultured rat hippocampal neurons"Neurosci.Lett.. 304(3). 169-172 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kurazono, S., Okamoto, M, et al.: "Expression of brain specific chondroitin sulfate proteoglycans, neurocan and phosphacan, in the developing and adult hippocampus of Ihara's epileptic rats"Brain Res.. 898. 36-48 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tomizawa, K., Ohata, J, et al.: "Cdk5/P^<35> regulates neurotransmitter release through phosphorylation and downregulation of P/Q-type voltage-dependent calcium channel activity"J.Neurosci.. (in press).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 松井 秀樹, 的崎 尚: "蛋白質 核酸 酵素"共立出版. 4 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Miyamoto,O.,Matsui,H. et al.: "Depression of long term potentiation in gerbil hippocampus following postischemic hypothermia."Brain Res.. 873(1). 168-172 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Cho,S.I.,Matsushita,M. et al.: "Novel compounds,'1,3-selenazine derivatives' as specific inhibitors of eukaryotic elongation factor 2-kinase (calmodulin-dependent protein kinase-III)"B.B.A.. 1475. 207-215 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tomizawa,K.,Matsui,H. et al.: "Involvement of Cyclin-dependent kinase 5/p35nck5a in the synaptic recorganization of rat hippocampus during kindling progression."Jpn.J.Physiol.. 50. 525-532 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Feng,J.,Tomizawa,K. et al.: "Spinophilin regulates the formation and function of dendritic spines."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 97. 9287-9292 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Tokunaga,K.,Kusaka,N. et al.: "Coil embolization of intradural pseudoaneurysms caused by arterial injury during surgery : report of two cases."Am.J.Neuroradiol.. 22(1). 35-39 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Aoi,M.,Date,I. et al.: "Single or continuous injection of glial cell line-derived neurotrophic factor in the striatum induces recovery of the nigrostriatal dopaminergic system."Neurol.Res.. 22(8). 832-836 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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