発生と変性における細胞死による神経選択機構の分子遺伝学的基盤

• 研究課題/領域番号: 15100007
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 神経化学・神経薬理学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 三浦 正幸 東京大学, 大学院薬学系研究科, 教授 (50202338)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 119,080千円 (直接経費: 91,600千円、間接経費: 27,480千円); 2006年度: 24,180千円 (直接経費: 18,600千円、間接経費: 5,580千円); 2005年度: 24,180千円 (直接経費: 18,600千円、間接経費: 5,580千円); 2004年度: 36,270千円 (直接経費: 27,900千円、間接経費: 8,370千円); 2003年度: 34,450千円 (直接経費: 26,500千円、間接経費: 7,950千円)
• キーワード: カスパーゼ / ショウジョバエ / 遺伝学 / 神経発生 / IAPファミリー / イメージング / キナーゼ / プロテアソーム / 神経細胞死 / ショウジョウバエ / 神経変性 / タンパク質分解 / アポトーシス / JNK / 蛋白質分解 / 神経細胞 / 細胞死 / 発生 / マウス / 細胞選択

研究概要

ショウジョウバエ遺伝子の過剰発現スクリーニング(GSスクリーニング)を取り入れることで、神経細胞死シグナルの機能的的ゲノムスクリーニングを行った。ポリグルタミンによる神経細変性に関与する遺伝子として小胞体に存在する不良品蛋白質の輸送チャネル(Sec61α)を同定した。Sec61αは、分泌経路で合成される蛋白質の小胞体への移行と、小胞体関連タンパク質分解Endoplasmic Reticulum Associated Degradation : ERADにおいて小胞体から細胞質への不良品タンパク質の輸送を担う重要なチャネルである。Sec61αをショウジョウバエ複眼や培養細胞で過剰発現すると不良品タンパク質が細胞質に逆輸送されて蓄積し細胞死が誘導されること、逆にSec61αの活性を遺伝学的に弱めることによりポリグルタミン病モデルにおいて細胞質に蓄積していた不良品タンパク質が減少し、晩発性の神経変性が回復することが明らかになった。さらに、GSスクリーニングによって、神経細胞死シグナルを発する候補遺伝子としてDmIKKεが得られた。遺伝子の機能欠損スクリーニングによってもDmIKKεが得られ、細胞死を誘導しないレベルのカスパーゼ活性を調節することを見いだした。細胞死シグナルに関与する遺伝子のスクリーニングからDmIKKεが得られたことをふまえてその基質を探索した結果、種を超えて保存されたカスパーゼ抑制因子DIAP1が同定された。DmIKKεはDIAP1をリン酸化することによってその分解を促進する。DmIKKεを生体でノックダウンすると内在性のDIAP1レベルが組織で上昇した。しかし、この状態でも発生過程での細胞死は正常におこり、ここでのDmIKKεによるDIAP1レベルの調節は細胞死以外の生理機能に関与することが示唆された。本研究が明らかにした段階的なカスパーゼ活性化による神経選択の新たな仕組みは、発生と神経変性での細胞運命決定機構に新たな視点をもたらしたものである。

研究成果

• [雑誌論文] Involvement of ER stress in retinal cell death. (2007)
  • 著者名/発表者名: Shimazawa, M., Inokuchi, Y., Ito, Y., Murata, H., Aihara, M., Miura, M., Hara, H
  • 雑誌名: Mol. Vision (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] いま、なぜ、「生活の協同」なのか (2007)
  • 著者名/発表者名: 大沢 真理
  • 雑誌名: 生活の協同-排除を超えてともに生きる社会へ(大沢真理編)(日本評論社) ページ: 3-28
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Comparative Livelihood Security Systems from a Gender Perspective, with a Focus on Japan (2007)
  • 著者名/発表者名: Mari Osawa
  • 雑誌名: Gendering the Knowledge Economy, Comparative Perspectives(Walby, S., H. Gottfried, K. Gottschall and Mari Osawa (eds.))(PalgraveMacmillan) ページ: 81-108
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Are Care Workers Knowledge Workers? (2007)
  • 著者名/発表者名: Nishikawa, Makiko, Kazuko Tanaka
  • 雑誌名: Gendering the Knowledge Economy, Comparative Perspectives(Walby, S., H. Gottfried, K. Gottschall and Mari Osawa (eds.))(PalgraveMacmillan) ページ: 207-227
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Caspase-mediated changes in Sir2α during apoptosis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ohsawa, S., Miura, M
  • 雑誌名: FEBS Lett. 580 ページ: 5875-5879
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Dronc coordinates cell death and compensatory proliferation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kondo, S., Senoo-Matsuda, N., Hiromi, Y., Miura, M
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 26 ページ: 7258-7268
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Drosophila IKK-related kinaseregulatesnonapoptoticfunction of caspases via degradation of IAPs. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kuranaga, E., Kanuka, H., Tonoki, A., Takemoto, K., Tomioka, T., Kobayashi, M., Hayashi, S., Miura, M
  • 雑誌名: Cell 126 ページ: 583-596
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] IKKε regulates F actin assembly and interacts with Drosophila IAP1 in cellular morphogenesis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Oshima, K., Takeda, M., Kuranaga, E., Ueda, R., Aigaki, T., Miura, M., Hayashi, S
  • 雑誌名: Curr. Biol. 16 ページ: 1531-1537
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 「生活の協同」の意義-社会的排除の文脈の中で (2006)
  • 著者名/発表者名: 大沢 真理
  • 雑誌名: 現代生協論の探求<理論編>(現代生協論編集委員会・編)(コープ出版) ページ: 31-58
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 社会的排除の装置となった「男性稼ぎ主」型セーフティネット (2006)
  • 著者名/発表者名: 大沢 真理
  • 雑誌名: 福祉レジームの日韓比較 社会保障・ジェンダー・労働市場(武川正吾、イ・ヘギョン編)(東京大学出版会) ページ: 231-255
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 社会政策の比較ジェンダー分析とアジア (2006)
  • 著者名/発表者名: 大沢 真理
  • 雑誌名: アジア女性研究 ページ: 20-28
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 空洞化する社会的セーフティネット-社会保障改革の失われた15年 (2006)
  • 著者名/発表者名: 大沢 真理
  • 雑誌名: 「失われた10年」を超えて[2]小泉改革への時代(東京大学社会科学研究所編)(東京大学出版会) ページ: 279-309
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Caspase-mediated changes in Sir2α during apoptosis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ohsawa, S., Miura, M.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 580 ページ: 5875-5879
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Dronc coordinates cell death and compensatory proliferation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kondo, S., Senoo-Matsuda, N., Hiromi, Y., Miura, M.
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol. 26 ページ: 7258-7268
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Drosophila IKK-related kinase regulates nonapoptotic function of caspases via degradation of IAPs. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kuranaga, E., Kanuka, H., Tonoki, A., Takemoto, K., Tomioka, T., Kobayashi, M., Hayashi, S., Miura, M.
  • 雑誌名: Cell 126 ページ: 583-596
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] IKKε regulates F actin assembly and interacts with Drosophila IAP 1 in cellular morphogenesis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Oshima, K., Takeda, M., Kuranaga, E., Ueda, R., Aigaki, T., Miura, M., Hayashi, S.
  • 雑誌名: Current Biol. 16 ページ: 1531-1537
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Dronc coordinates cell death and compensatory proliferation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kondo, S., Senoo-Matsuda, N., Hiromi, Y., Miura,M
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol. 26 ページ: 7258-7268
• [雑誌論文] Drosophila IKK-related kinase regulates nonapoptotic function of caspases via degradation of IAPs. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kuranaga, E., Kanuka, H., Tonoki, A., Takemoto, K., Tomioka, T., Kobayashi, M., Hayashi, S., Miura,M
  • 雑誌名: Cell 126 ページ: 583-596
• [雑誌論文] IKKεregulates F actin assembly and interacts with Drosophila IAP1 in cellular morphogenesis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Oshima, K., Takeda, M., Kranaga, E., Ueda, R., Aigaki, T., Miura, M., Hayashi,S
  • 雑誌名: Curr.Biol. 16 ページ: 1531-1537
• [雑誌論文] Role of 14-3-3γ in FE65-dependent gene transactivation mediated by the APP cytoplasmic fragment. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sumioka, A., Nagaishi, S., Yoshida, T., Lin, A., Miura, M., Suzuki, T.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 280 ページ: 42364-42374
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Gain-of-function screen identifies a role of the Sec61α translocon in Drosophila postmitotic neurotoxicity. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kanuka, H., Hiratou, T., Igaki, T., Kanda, H., Kuranaga, E., Sawamoto, K., Aigaki, T., Okano., H., Miura, M.
  • 雑誌名: BBA 1726 ページ: 225-237
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Drosophila caspase transduces Shaggy/GSK-3β kinase activity in neural precuorsor development. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kanuka, H., Kuranaga, E., Takemoto, K., Hiratou, T., Okano, H., Miura, M.
  • 雑誌名: EMBO J. 24 ページ: 3793-3806
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Bax-like protein Drob-1 protects neurons from expanded polyglutamine-induced toxicity in Drosophila. (2005)
  • 著者名/発表者名: Senoo-Matsuda, N., Igaki, T., Miura, M.
  • 雑誌名: EMBO J. 24 ページ: 2700-2713
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Targeted expression of anti-apoptotic protein p35 in oligodendrocytes reduces delayed demyelination and functional impairment after spinal cord injury. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tamura, M., Nakamura, M., Ogawa, Y., Toyama, Y., Miura, M., Okano, H.
  • 雑誌名: Glia 51 ページ: 312-321
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Isolation of gene sets affected specifically by polyglutamine expression : implication of the TOR signaling pathway in neurodegeneraton. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nelson, B., Nishimura, S., Kanuka, H., Kuranaga, E., Inoue, M., Hori, G., Nakahara, H., Miura, M.
  • 雑誌名: Cell Death Diff. 12 ページ: 1115-1123
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A novel function of neuronal PAS domain protein 1 (NPAS1) in erythropoietin expression in neuronal cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ohsawa, S., Hamada, S., Kakinuma, Y., Yagi, T., Miura, M.
  • 雑誌名: J. Neurosci. Res. 79 ページ: 451-458
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 福祉 : 生活保障から逃避する日本企業 (2005)
  • 著者名/発表者名: 大沢 真理
  • 雑誌名: 現代日本企業正業体制 下 秩序変容のダイナミクス(工藤章・橘川武郎・グレン・D、フツク編)(有斐閣) ページ: 155-179
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Role of 14-3-3γ in FE65-dependent gene transactivation mediated by the APP cytoplasmic fragment. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sumioka, A., Nagaishi, S., Yoshida, T., Lin, A., Miura, M., Suzuki, T.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280 ページ: 42364-42374
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Gain-of-function screen identifies a role of the Sec61α translocon in Drosophila postmitotic neurotoxicity. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kanuka, H., Hiratou, T., Igaki, T., Kanda, H., Kuranaga, E., Sawamoto, K., Aigaki, T., Okano, H., Miura, M.
  • 雑誌名: BBA 1726 ページ: 225-237
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Drosophila caspase transduces Shaggy/GSK-313 kinase activity in neural precuorsor development. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kanuka, H., Kuranaga, E., Takemoto, K., Hiratou, T., Okano, H., Miura, M.
  • 雑誌名: EMBO J. 24 ページ: 3793-3806
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A novel function of neuronal PAS domain protein 1 (NPAS1) in erythropoietin expression in neuronal cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ohsawa, S., Hamada, S., Kakinuma, Y., Yagi, T., Miura, M.
  • 雑誌名: J.Neurosci.Res. 79 ページ: 451-458
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Neurotoxic effects of lipopolysaccharide on nigral dopaminergic neurons are mediated by microglial activation, interleukin-1b and expression of caspase-11 in mice. (2004)
  • 著者名/発表者名: Arai, H., Furuya, T., Yasuda, T., Miura, M., Mizuno, Y., Mochizuki, H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 279 ページ: 51647-51653
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A mechanism of impaired mobility of oligodendrocyte progenitor cells by tenascin C through modification of Wnt signaling. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kakinuma, Y., Saitoh, F., Osawa, S., Miura, M.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 568 ページ: 60-64
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A sulfatase regulating the migratory potency of oligodendrocyte progenitor cells through tyrosine phosphorylation of b-catenin. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kakinuma, Y., Saitoh, F., Ohsawa, S., Furuichi, T., Miura, M
  • 雑誌名: J. Neurosci. Res. 77 ページ: 653-661
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Caspase-11 mediates inflammatory dopaminergic cell death in the 1-Methyl-4-Phenyl-1, 2, 3, 6-Tetrahydropyridine mouse model of Parkinson's disease. (2004)
  • 著者名/発表者名: Furuya, T., Hayakawa, H., Yamad M., Yoshimi, K., Hisahara, S., Miura, M., Yoshikuni Mizuno, Y., Mochizuki, H
  • 雑誌名: J. Neurosci. 24 ページ: 1865-1872
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A transgenic mouse model for monitoring endoplasmic reticulum stress. (2004)
  • 著者名/発表者名: Iwawaki, T., Akai, R., Kohno, K, Miura, M.
  • 雑誌名: Nature Medicine 10 ページ: 98-102
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The crucial role of caspase-9 in the disease progression of a transgenic ALS mouse model. (2004)
  • 著者名/発表者名: Inoue, H., Tsukita, K., Iwasato, T., Suzuki, Y., Tomioka, M., Tateno, M., Nagao, M., Kawata, A., Saido, TC, Miura, M., Itohara, S., Takahashi, R.
  • 雑誌名: EMBO J. 22 ページ: 6665-6674
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Neurotoxic effects of lipopolysaccharide on nigral dopaminergic neurons are mediated by microglial activation, interleukin-1β and expression of caspase-11 in mice. (2004)
  • 著者名/発表者名: Arai, H., Furuya, T., Yasuda, T., Miura, M., Mizuno, Y., Mochizuki, H.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 51647-51653
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A sulfatase regulating the migratory potency of oligodendrocyte progenitor cells through tyrosine phosphorylation of β-catenin. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kakinuma, Y., Saitoh, F., Ohsawa, S., Furuichi, T., Miura, M.
  • 雑誌名: J.Neurosci.Res. 77 ページ: 653-661
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Caspase-11 mediates inflammatory dopaminergic cell death in the 1-Methyl-4-Phenyl-1, 2, 3, 6-Tetrahydropyridine mouse model of Parkinson's disease. (2004)
  • 著者名/発表者名: Furuya, T., Hayakawa, H., Yamada, M., Yoshimi, K., Hisahara, S., Miura, M., Mizuno, Y., Mochizuki, H.
  • 雑誌名: J.Neurosci. 24 ページ: 1865-1872
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A transgenic mouse model for monitoring endoplasmic reticulum stress. (2004)
  • 著者名/発表者名: Iwawaki, T., Akai, R., Kohno, K., Miura, M.
  • 雑誌名: Nature Medicine 10 ページ: 98-102
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A novel function of neuronal PAS domain protein 1 (NPAS1) in erythropoietin expression in neuronal cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ohsawa, S., Hamada, S., Kakinuma, Y., Yagi, T., Miura, M.
  • 雑誌名: J.Neuroci.Res. 79 ページ: 451-458
• [雑誌論文] A sulfatase regulating the migratory potency of oligodendrocyte progenitor cells through tyrosine phosphorylation of β-catenin. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kakinuma, Y., Saitoh, F., Ohsawa, S., Furuichi, T., Miura, M.
  • 雑誌名: J.Ncurosci.Rcs. 77 ページ: 653-661
• [雑誌論文] Genetic analysis for JNK-mediated apoptosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kuranaga, E., Miura, M.
  • 雑誌名: Acta.Histochem.Cytochem. 37 ページ: 223-226
  • NAID: 110003144383
• [雑誌論文] Regulatory roles of JNK in programmed cell death. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kanda, H, Miura, M.
  • 雑誌名: J.Biochem. 136 ページ: 1-6
  • NAID: 10016200490
• [雑誌論文] Cytosol-ER interplay by Sec61 a translocon in polyglutamine-mediate neurotoxicity in Drosophila. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kanuka, H., Kuranaga, E., Hiratou, T., Igaki, T., Nelson, B., Okano, H., Miura, M.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 100 ページ: 11723-11728
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Phosphorylation of alpha-synuclein characteristic of synucleinopathy lesions is recapitulated in alpha-synuclein transgenic Drosophila. (2003)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, M., Kanuka, H., Fujiwara, H., Koyama, A., Hasegawa, M., Miura, M., Iwatsubo, T.
  • 雑誌名: Neurosci Lett. 336 ページ: 155-158
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Spatio-temporal activation of caspase revealed by indicator that is insensitive to environmental effects. (2003)
  • 著者名/発表者名: Takemoto, K., Nagai, T., Miyawaki, A., Miura, M.
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 160 ページ: 235-243
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cytosol-ER interplay by Sec6lα translocon in polyglutamine-mediated neurotoxicity in Drosophila. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kanuka, H., Kuranaga, E., Hiratou, T., Igaki, T., Nelson, B., Okano, H., Miura, M.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 100 ページ: 11723-11728
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Spatio-temporal activation of caspase revealed by indicator that is insensitive to environmental effects. (2003)
  • 著者名/発表者名: Takemoto, K., Nagai, T., Miyawaki, A., Miura, M.
  • 雑誌名: J.Cell Biol. 160 ページ: 235-243
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Involvement of ER stress in retinal cell death.
  • 著者名/発表者名: Shimazawa, M., Inokuchi, Y., Ito, Y., Murata, H., Aihara, M., Miura, M., Hara, H.
  • 雑誌名: Mol. Vision. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Iwawaki, T., Akai, R., Kohno, K, Miura, M.: "A transgenic mouse model for monitoring endoplasmic reticulum stress."Nature Medicine. 10. 98-102 (2004)
• [文献書誌] Inoue, H., Tsukita, K., Iwasato, T., Suzuki, Y., Tomioka, M., Tateno, M., Nagao, M., Kawata, A., Saido, TC, Miura, M., Itohara, S., Takahashi, R.: "The crucial role of caspase-9 in the disease progression of a transgenic ALS mouse model."EMBO J.. 22. 6665-6674 (2003)
• [文献書誌] Kanuka, H., Kuranaga, E., Hiratou, T., Igaki, T., Nelson, B., Okano, H., Miura, M.: "Cytosol-ER interplay by Sec61a translocon in polyglutamine-mediated neurotoxicity in Drosophila."Proc.Natl.Acad.Sci. USA. 100. 11723-11728 (2003)
• [文献書誌] Takahashi, M., Kanuka, H., Fujiwara, H., Koyama, A., Hasegawa, M., Miura, M., Iwatsubo, T: "Phosphorylation of alpha-synuclein characteristic of synucleinopathy lesions is recapitulated in alpha-synuclein transgenic Drosophila."Neurosci Lett.. 336. 155-158 (2003)
• [文献書誌] Takemoto, K., Nagai, T., Miyawaki, A., Miura, M: "Spatio-temporal activation of caspase revealed by indicator that is insensitive to environmental effects."J.Cell Biol.. 160. 235-243 (2003)
• [文献書誌] Hisahara, S., Okano, H., Miura, M.: "Caspase-mediated oligodendrocyte cell death in the pathogenesis of autoimmune demyelination."Neurosci.Res.. 46. 387-397 (2003)