神経細胞構能における脂質性情報伝達機構の多様性の意義

• 研究課題/領域番号: 14380351
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経解剖学・神経病理学
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 後藤 薫 山形大学, 医学部, 教授 (30234975)
• 研究分担者: 若林 一郎 山形大学, 医学部, 教授 (70220829) ; 齋野 幸子 山形大学, 医学部, 講師 (50312559) ; 八月朔日 泰和 山形大学, 医学部, 助手 (00372334) ; 中野 知之 山形大学, 医学部, 助手 (00333948)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 12,500千円 (直接経費: 12,500千円); 2004年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円); 2003年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2002年度: 6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
• キーワード: ジアシルグリセロール / 神経細胞 / 細胞内情報伝達機構 / 核 / 結合蛋白 / 虚血 / 脳 / シナプス / 細胞内局在 / 核細胞質移行

研究概要

研究においては、神経系におけるDGKアイソザイムの機能解析について、1)シナプス形成機構、および2)核内情報伝達機構の観点から研究を行い以下の点を明らかにした。
1)シナプス形成機構におけるDGKの役割:
DGKβ(ベータ)は、脳内において線条体、側座核、嗅球、嗅結節、海馬、および前頭葉の領域に強い遺伝子発現局在を示すことが特徴である。我々はDGKβの機能解析を進めるために、特異抗体を用いて脳内における局在を解析した。DGKβ蛋白は、その遺伝子発現部位に一致して、線条体や海馬などの神経細胞に強い免疫陽性反応を示した。金コロイドを用いた免疫電顕法により詳細な観察を行うと、DGKβは後シナプス側の樹状突起および棘突起の細胞膜に局在することが明らかとなった。ラット脳のウエスタンブロット解析においても、DGKβは脳不溶性画分のうち、PSD画分に多く存在することが示された。次に、遺伝子導入培養神経細胞での局在を観察すると、DGKβは樹状突起の棘突起様構造物にリング状に局在することが示され、脳の免疫電顕の結果を支持するものと考えられた。さらにこのDGKβ遺伝子導入細胞を詳細に観察すると、正常のニューロンに比較し、棘突起様構造物が増加する所見が得られ、DGKβの遺伝子導入により棘突起様構造物の形成が誘導される可能性が示唆される。
2)核内におけるDGKの機能的役割:
DGKζ(ゼータ)は核移行シグナルを有し、脳内神経細胞の核内に斑点状構造物として認められる。我々は、核内におけるDGKζの機能的役割を追求する目的で、ラット脳虚血モデルを用いてDGKζの局在を検討した。脳虚血-血液再灌流を行い経時的にDGKζの免疫組織化学的検討を行ったところ、20分間の虚血直後から海馬錐体細胞でのDGKζ免疫反応が核から細胞質に変化することが明らかとなった。免疫反応は再灌流後も細胞質に認められ、再び核内に検出されることはなかった。海馬に隣接する歯状核や大脳皮質の神経細胞にはこのような現象は認められなかったことから、DGKζの核から細胞質への移行は海馬錐体細胞に特異的な現象であると考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Cardiac-specific overexpression of diacylglycerol kinase zeta prevents Gq protein-coupled receptor agonist-induced cardiac hypertrophy in transgenic mice. (2005)
  • 著者名/発表者名: Arimoto et al.
  • 雑誌名: Circulation (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Diacylglycerol kinase and animal models : the pathophysiological roles in the brain and heart (2005)
  • 著者名/発表者名: Goto et al.
  • 雑誌名: Advance Enzyme Regul. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Differential Regulation of Diacylglycerol Kinase Isozymes in Cardiac Hypertrophy. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yahagi et al.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Comm. 332 ページ: 101-108
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Gene Expression, CeUular localization and Enzymatic Activity of Diacylglycerol Kinase Isozymes in Rat Ovary and Placenta. (2005)
  • 著者名/発表者名: Toya et al.
  • 雑誌名: Cell Tissue Res 320 ページ: 525-33
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Expression and localization of diaylglycerol kinase isozymes and enzymatic features in rat lung. (2005)
  • 著者名/発表者名: Katagiri et al.
  • 雑誌名: Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 288
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ade no virus- me diate d overexpression of diacylglycerol kinase-zeta inhibits, endothelin-1-induced cardiomyocyte hypertrophy. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takahashi et al.
  • 雑誌名: Circulation 111 ページ: 1510-6
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cardiac-specific overexpression of diacylglycerol kinase zeta prevents Gq protein-coupled receptor agonist-induced cardiac hypertrophy in transgenic mice. (2005)
  • 著者名/発表者名: Arimoto T, Takeishi Y, Takahashi H, Shishido T, Niizeki T, Koyama Y, Shiga R, Nozaki N, Nakajima O, Nishimaru K, Abe J, Endo M, Walsh RA, Goto K, Kubota I.
  • 雑誌名: Circulation (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Diacylglycerol kinase and animal models : the pathophysiological roles in the brain and heart. (2005)
  • 著者名/発表者名: Goto K, Nakano T, Hozumi Y.
  • 雑誌名: Advance Enzyme Regul. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Differential Regulation of Diacylglycerol Kinase Isozymes in Cardiac Hypertrophy. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yahagi H, Takeda M, Asaumi Y, Okumura K, Takahashi R, Takahashi J, Ohta J, Tada H, Minatoya Y, Sakuma M, Watanabe J, Goto K, Shirato K, Kagaya Y.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Comm. 332 ページ: 101-108
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Gene Expression, Cellular localization and Enzymatic Activity of Diacylglycerol Kinase Isozymes in Rat Ovary and Placenta. (2005)
  • 著者名/発表者名: Toya M, Hozumi Y, ItoT, TakedaM, Sakane F, Kanoh H, SaitoH, Hiroi M, Kurachi H, Kondo H, Goto K.
  • 雑誌名: Cell Tissue Res. 320 ページ: 525-533
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Expression and localization of diaylglycerol kinase isozymes and enzymatic features in rat lung. (2005)
  • 著者名/発表者名: Katagiri Y, Ito T, Saino-Saito S, Hozumi Y, SuwabeA, Otake K, Sata M, Kondo H, Sakane F, KanohH, Kubotal, Goto K.
  • 雑誌名: Am.J.Physiol.Lung Cell Mol.Physiol. 288
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Adenovirus-mediated overexpression of diacylglycerol kinase-zeta inhibits endothelin-1-induced cardiomyocyte hypertrophy (2005)
  • 著者名/発表者名: Takahashi H, Takeishi Y, Seidler T, Arimoto T, Akiyama H, Hozumi Y, Koyama Y, Shishido T, Tsunoda Y, Niizeki T, Nozaki N, Abe J, Hasenfuss G, Goto K, Kubota I.
  • 雑誌名: Circulation 111 ページ: 1510-1516
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Expression and localization of diacylglycerol kinase isozymes and enzymatic features in rat lung (2005)
  • 著者名/発表者名: Katagiri et al.
  • 雑誌名: Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol (印刷中)
• [雑誌論文] Gene Expression, Cellular localization and Enzymatic Activity of Diacylglycerol Kinase Isozymes in Rat Ovary and Placenta (2005)
  • 著者名/発表者名: Toya et al.
  • 雑誌名: Cell and Tissure Research (印刷中)
• [雑誌論文] Adenovirus-mediated overexpression of diacylglycerol kinase-zeta inhibits endothelin-1-induced cardiomyocyte hypertrophy. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takahashi et al.
  • 雑誌名: Circulation 111 ページ: 1510-1516
• [雑誌論文] Selective translocation of diacylglycerol kinase zeta in hippocampal neurons under transient forebrain ischemia. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ali et al.
  • 雑誌名: Neuroscience Lettets 372 ページ: 190-195
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Functional implications of diacylglycerol kinase family. (2004)
  • 著者名/発表者名: Goto, Kondo
  • 雑誌名: Advance Enzyme Regul 44 ページ: 187-199
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cloning and characterization of diacylglycerol kinase iota splice variants in rat brain (2004)
  • 著者名/発表者名: Ito et al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 279 ページ: 23317-23326
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Selective translocation of diacylglycerol kinase zeta in hippocampal neurons under transient forebrain ischemia. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ali, H., Nakano, T., Saino-S., S., Hozumi, Y., Katagiri, Y., Kamii, H., Sato, S., Kayama, T., Kondo, H., Goto, K.
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 372 ページ: 190-195
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Functional implications of diacylglycerol kinase family. (2004)
  • 著者名/発表者名: Goto, K., Kondo, H.
  • 雑誌名: Advance Enzyme Regul. 44 ページ: 187-199
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cloning and characterization of diacylglycerol kinase iota splice variants in rat brain (2004)
  • 著者名/発表者名: Ito, T., Hozumi, Y., Saino-S, S., Sakane, R, Kanoh, H., Aoyagi, M., Kondo, H., Goto, K.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 23317-23326
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cloning and characterization of diacylglycerol kinase iota splice variant in rat brain (2004)
  • 著者名/発表者名: Ito et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 279・22 ページ: 23317-23326
• [雑誌論文] Selective translocation of diacylglycerol kinase zeta in hippocampal Neurons under transient forebrain ischemia (2004)
  • 著者名/発表者名: Ali et al.
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 372・39 ページ: 190-195
• [雑誌論文] An N-terminal fragment of ProSAAS (a Granin-llike neuroendocrine peptide precursor) is associated with tau inclusion in Pick's disease. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi et al.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Comm. 308 ページ: 646-654
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Nuclear localization of diacylglycerol kinase zeta m neurons. (2003)
  • 著者名/発表者名: Hozumi et al.
  • 雑誌名: Eur. J. Neurosci. 18 ページ: 1448-1457
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mutant SODl linked to familial amyotrophic lateral sclerosis, but not wild・type SOD1, induced ER stress in COS7 cells and transgenic mice. (2003)
  • 著者名/発表者名: Tobisawa et al.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Comm. 303 ページ: 496-503
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Molecular cloning and characterization of the human diacylglycerol kinase beta gene : alternative splicing generates DGKbeta isotypes with different properties. (2003)
  • 著者名/発表者名: Caricasole et al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 277 ページ: 4790-4796
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] An N-terminal fragment of ProSAAS (a Granin-like neuroendocrine peptide precursor) is associated with tau inclusion in Pick's disease. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi, K., Arawaka, S., Koyama, S., Kimura, H., Ren, C.H., Wada, M., Kawanami, T., Kurita, K., Daimon, M., Kawakatsu, S., Kadoya, T., Goto, K., Kato, T.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Comm. 308 ページ: 646-654
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Nuclear localization of diacylglycerol kinase zeta in neurons. (2003)
  • 著者名/発表者名: Hozumi, Y., Ito, T., Nakano, T., Nakagawa, T., Aoyagi, M, Kondo, H., Goto, K.
  • 雑誌名: Eur.J.Neurosci. 18 ページ: 1448-1457
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mutant SOD1 linked to familial amyotrophic lateral sclerosis, but not wild-type SOD1,induced ER stress in COS7 cells and transgenic mice. (2003)
  • 著者名/発表者名: Tobisavva, S., Hozumi, Y., Arawaka, S., Koyama.S., Wasa, M., Nagai, M., Aoki, M., Itoyama, Y., Goto, K., Kato, T.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Comm. 303 ページ: 496-503
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Molecular cloning and characterization of the human diacylglycerol kinase beta gene : alternative splicing generates DGKbeta isotypes with different properties. (2003)
  • 著者名/発表者名: Caricasole, A., Bettini, E., Sala, C., Ronearati, R., Kobayasi, N., Caldara, F., Goto, K., Terstappen, G.C.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 277 ページ: 4790-4796
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kikuchi, K., Arawaka, S., Koyama, S., Kimura, H., Ren, C.H., Wada, M., et al.: "An N-terminal fragment of ProSAAS (a Granin-llike neuroendocrine peptide precursor) is associated with tau inclusion in Pick's disease"Biochem.Biophys.Res.Comm.. 308. 646-654 (2003)
• [文献書誌] Hozumi, Y., Ito, T., Nakano, T., Nakagawa, T., Aoyagi, M, Kondo, H., Goto, K.: "Nuclear localization of diacylglycerol kinase z in neurons"Eur.J.Neurosci.. 18. 1448-1457 (2003)
• [文献書誌] Tobisawa, S., Hozumi, Y., Arawaka, S., Koyama, S., Wasa, M., Nagai, M., et al.: "Mutant SOD1 linked to familial amyotrophic lateral sclerosis, but not wild-type SOD1, induced ER stress in COS7 cells and transgenic mice"Biochem.Biophys.Res.Comm.. 303. 496-503 (2003)
• [文献書誌] Goto, K.: "Subcellular localization and functional implication of diacylglycerol kinase isozymes. In : Nuclear Metabolism and Signalling."Research Signpost, Kerala, India. 16(188) (2003)
• [文献書誌] Caricasole, A. et al.: "Molecular cloning and characterization of the human diacylglycerol kinase β gene"J. Biol. Chem.. 277. 4790-4796 (2002)
• [文献書誌] 後藤 薫, 近藤尚武: "脳内における脂質性二次メッセンジャー代謝酵素ジアシルグリセロールキナーゼの分子・発現局在の多様性と機能的役割"電子顕微鏡. 37. 183-187 (2002)