シナプスにおけるミトコンドリア機能不全に応答する核への情報伝達経路の解明

• 研究課題/領域番号: 15K06712
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 首都大学東京
• 研究代表者: 飯島 香奈絵 (安藤香奈絵) 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (40632500)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: ミトコンドリア / 神経細胞死 / 加齢 / 軸索輸送 / エネルギー代謝 / 神経変性疾患 / CaMKII / 神経細胞 / 細胞内局在 / ATP / 軸索 / 遺伝子発現

研究成果の概要

脳の神経細胞は突起を伸ばして情報を送る。他の細胞との接触の場所「シナプス」ではエネルギーが必要なので、エネルギーを作る小器官「ミトコンドリア」が細胞体から運ばれる。ミトコンドリアがシナプスから不足すると神経細胞が機能せず、そのうち死んでしまう。しかしミトコンドリアをシナプスから不足させると分子レベルで何が起きているかはわかっていない。本研究では、トコンドリアが不足することでおきる神経細胞死に関わる因子を複数見つけた。シナプスでのミトコンドリアの欠乏はアルツハイマー病などの発症にも関わるため、これらの発見は、予防・治療法開発の手掛かりとなる可能性がある。

研究成果

• [雑誌論文] Integrated biology approach reveals molecular and pathological interactions among Alzheimer’s Aβ42, Tau, TREM2, and TYROBP in Drosophila models (2018)
  • 著者名/発表者名: Sekiya Michiko、Wang Minghui、Fujisaki Naoki、Sakakibara Yasufumi、Quan Xiuming、Ehrlich Michelle E.、De Jager Philip L.、Bennett David A.、Schadt Eric E.、Gandy Sam、Ando Kanae、Zhang Bin、Iijima Koichi M.
  • 雑誌名: Genome Medicine 巻: 10 号: 1 ページ: 26-26
  • DOI: 10.1186/s13073-018-0530-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Loss of synaptic mitochondria and dementia. (2017)
  • 著者名/発表者名: Oka, M., Iijima, K.M. and Ando, K.
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 35(12) ページ: 182-185
• [雑誌論文] Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase II promotes neurodegeneration caused by tau phosphorylated at Ser262/356 in a transgenic Drosophila model of tauopathy (2017)
  • 著者名/発表者名: Oka Mikiko、Fujisaki Naoki、Maruko-Otake Akiko、Ohtake Yosuke、Shimizu Sawako、Saito Taro、Hisanaga Shin-Ichi、Iijima Koichi M、Ando Kanae
  • 雑誌名: The Journal of Biochemistry 巻: 162 号: 5 ページ: 335-342
  • DOI: 10.1093/jb/mvx038
  • 査読あり
• [雑誌論文] EDEM Function in ERAD Protects against Chronic ER Proteinopathy and Age-Related Physiological Decline in Drosophila (2017)
  • 著者名/発表者名: Sekiya Michiko、Maruko-Otake Akiko、Hearn Stephen、Sakakibara Yasufumi、Fujisaki Naoki、Suzuki Emiko、Ando Kanae、Iijima Koichi M.
  • 雑誌名: Developmental Cell 巻: 41 号: 6 ページ: 652-664
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2017.05.019
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Tau phosphorylation at Alzheimer's disease-related Ser356 contributes to tau stabilization when PAR-1/MARK activity is elevated. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ando K, Oka M, Ohtake M, Hayashishita M, Shimizu S, Hisanaga S, Iijima KM
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 478 (2) 号: 2 ページ: 929-934
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.08.053
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Stabilization of microtubule-unbound tau via tau phosphorylation at Ser262/356 by Par-1/MARK contributes to augmentation of AD-related phosphorylation and Aβ42-induced tau toxicity. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ando, K.*, Maruko-Otake, A., Ohtake, Y., Hayashishita, M., Sekiya, M., and Iijima, K. M.
  • 雑誌名: PLoS Genetics 巻: 12(3) 号: 3 ページ: e1005917-e1005917
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1005917
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Increasing glucose uptake in Drosophila brain neurons suppresses the reduction in ATP levels and rescues the decline in neuronal function during aging (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Oka , E. Suzuki , S. Hisanaga , KM. Iijima , K Ando
  • 学会等名: 59th Annual Drosophila Research Conference, April 2018, Philadelphia
  • 国際学会
• [学会発表] Roles of CaMKII in neurodegeneration caused by depletion of presynaptic mitochondria (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Shinno , M. Oka , S. Hisanaga , E. Suzuki , K.M. Iijima , K. Ando
  • 学会等名: 59th Annual Drosophila Research Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Elucidating pathological cascades in tauopathies by using Drosophila models (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanae Ando
  • 学会等名: International Conference of the Genetics Society of Korea (ICGSK) 2017’ Seoul, Korea
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ‘Increasing glucose uptake suppresses age-dependent reductions in ATP levels in brain neurons and behavioral deficits in Drosophila’ (2017)
  • 著者名/発表者名: Mikiko Oka, Emiko Suzuki, Hiromi Imamura, Shin-ichi Hisanaga, Koichi M. Iijima and Kanae Ando
  • 学会等名: ASCB/EMBO 2017 meeting
  • 国際学会
• [学会発表] CaMKII enhances tau-mediated neurodegeneration downstream of tau phosphorylation in transgenic Drosophila models of tauopathy. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ando*, K., Oka, M., Maruko-Otake, A., Ohtake, Y., Sekiya, M., Hisanaga, S., Iijima, K.M.
  • 学会等名: The 4th Asia-Pacific Drosophila Research Conference, Suita, Osaka, Japan, May 10, 2017.
  • 国際学会
• [学会発表] Mechanisms underlying age-dependent reduction in ATP levels in Drosophila brain neurons. (2017)
  • 著者名/発表者名: Oka, M., Suzuki, E., Hisanaga, S., Iijima, K.M., Ando, K.
  • 学会等名: The 4th Asia-Pacific Drosophila Research Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Mechanisms underlying age-dependent reduction in ATP levels in Drosophila brain neurons (2017)
  • 著者名/発表者名: Mikiko Oka, Emiko Suzuki, Shin-Ichi Hisanaga, Koichi Iijima, and Kanae Ando
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] 軸索ミトコンドリアの欠乏によるショウジョウバエ視神経軸索変性における CaMKIIの役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 真野 叶子、岡 未来子、浅田 明子、斎藤 太郎、久永 眞市、鈴木 えみ子、飯島 浩一, 安藤 香奈絵
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会（ConBio2017）
• [学会発表] “Reduction in ATP levels in the axon during aging and the role of mitochondrial distribution.” (2016)
  • 著者名/発表者名: Oka, M., Suzuki, E., Hisanaga, S.-i., Iijima, KM, and Ando., K.
  • 学会等名: 59th Annual Meeting of The Japanese Society for Neurochemistry
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] “Reduction in ATP levels in the axon during aging and the role of mitochondrial distribution.” (selected for oral presentation at nano symposium) (2016)
  • 著者名/発表者名: Oka,M., Suzuki, E., Hisanaga, S., Iijima, KM, and Ando., K.
  • 学会等名: 46th annual meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Sustained activation of CaMKII caused by depletion of mitochondria from the axon enhances tau toxicity. (selected for oral presentation at nano symposium) (2016)
  • 著者名/発表者名: Ando, K., Maruko-Otake, A., Hayashishita, M., Oka, M., Ohtake, Y., Sekiya, M., Saito, T., Hisanaga, S., and Iijima, KM.
  • 学会等名: 46th annual meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 国際学会
• [学会発表] “Sustained activation of CaMKII mediates enhancement of tau toxicity caused by depletion of mitochondria from the axon” (2015)
  • 著者名/発表者名: Motoki Hayashishita*1, Akiko Maruko-Otake2, Yosuke Ohtake3, Michiko Sekiya4, Koichi M. Iijima4 and Kanae Ando1
  • 学会等名: 38th Annual meeting for the Molecular Biology Society in Japan,
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] “Sustained activation of CaMKII mediates neurodegeneration caused by depletion of axonal mitochondria” (2015)
  • 著者名/発表者名: Mikiko Oka*1, Akiko Maruko-Otake2, Yosuke Ohtake2, Naoya Yamaguchi1, Michiko Sekiya3, Koichi M. Iijima3, Kanae Ando1
  • 学会等名: 38th Annual meeting for the Molecular Biology Society in Japan
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] “Pathological stabilization of tau through phosphorylation at Ser262/356 by Par-1/MARK contributes to abnormal metabolism and toxicity of tau caused by Aβ42” (2015)
  • 著者名/発表者名: Ando, K.*, Maruko-Otake, A., Ohtake, Y., Hayashishita, M., Sekiya, M. and Iijima, K. M.Nagoya, Japan
  • 学会等名: The 1st Internatinal Symposium of “Brain Protein Aging and Dementia Control”,
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2015-10-09
• [学会発表] “Tau phosphorylation via microtubule affinity regulating kinase MARK/PAR1 as an initial step in the pathological cascade leading to neurodegeneration” (2015)
  • 著者名/発表者名: Ando, K. *, Hayashishita, M., Oka,M., Maruko-Otake, A., Ohtake, Y., Iijima, K.M.
  • 学会等名: The 58th Annual Meeting of the Japanese Society for Neurochemistry
  • 発表場所: 埼玉
  • 年月日: 2015-09-11
• [学会発表] 「Microtubule-affinity-regulating-kinase (MARK)/PAR-1によるタウのリン酸化は異常タウの蓄積を引き起こす」 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安藤 香奈絵
  • 学会等名: 2015 タウ研究ミーティング
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-09-03
  • 招待講演
• [図書] Neuromethods, Chapter: Electron microscopy of the brains of Drosophila Models of Alzheimer’s disease. DOI 10.1007/7657_2015_75, (2016)
  • 著者名/発表者名: Ando, K.*, Hearn, A., Suzuki, E., Maruko-Otake, A., Sekiya, M., and Iijima, K.M.
  • 総ページ数: 19
  • 出版者: Springer