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小胞体カルシウムチャネルのアロステリック制御異常による認知症の発症機序

研究課題

研究課題/領域番号 15K06791
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 神経化学・神経薬理学
研究機関東邦大学 (2019-2022)
近畿大学 (2018)
国立研究開発法人理化学研究所 (2015-2017)

研究代表者

濱田 耕造  東邦大学, 理学部, 訪問研究員 (00311358)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードallostery / calcium signaling / ion channel / second messenger / x-ray crystallography / endoplasmic reticulum / autophagy / dementia / カルシウムシグナリング / チャネル / 受容体 / アロステリック制御 / ゲート機構 / カルシウム / 小胞体 / 認知症 / 細胞内シグナリング / イノシトール三リン酸 / イオンチャネル / 受容体タンパク質 / X線結晶構造解析 / クライオ電子顕微鏡 / X線結晶構造解析 / カルシウムチャネル / シグナル伝達 / アロステリック / タンパク質
研究成果の概要

認知症は少子高齢化社会における国際的課題ですが未だその発症機構は充分に理解されておらず新たな分子メカニズムの探索が必要です。本研究では細胞内の小胞体に存在する細胞内カルシウムチャネルに焦点を当て分子メカニズムを探索します。小胞体膜上に存在するIP3受容体は四つのサブユニットが組み合わさりカルシウムチャネルとして働きます。このカルシウムチャネルは脳機能に必須で記憶や学習を担います。本研究課題では、世界で初めて巨大なIP3受容体細胞質ドメインのX線結晶構造解析に成功し、課題期間中に原著論文(PNAS, 2017)と総説(Annual Rev Physiol, 2020)を発表しました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

この研究成果は日刊工業新聞、科学新聞、化学工業日報に掲載され、二つの異なる国際会議で発表を認められました(GRC, 2017; GRC, 2018)。X線結晶構造解析によって示唆された「リーフレット」部位の変異体を作成し、IP3が結合して生じる構造変化がチャネルに伝達されるメカニズムを証明しました。これらの成果と最近知見をまとめ総説論文を出版しました(Annual Rev Physiol, 2020)。この成果は認知症の原因となるアポトーシスや細胞老化に関わると考えられ、国際共同研究を進め原著論文を発表しました(BBA, 2022, Cell Death Diff, 2022)。

報告書

(9件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 7件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] A non-canonical role for pyruvate kinase M2 as a functional modulator of Ca2+ signalling through IP3 receptors2022

    • 著者名/発表者名
      Lavik Andrew R.、McColl Karen S.、Lemos Fernanda O.、Kerkhofs Martijn、Zhong Fei、Harr Michael、Schlatzer Daniela、Hamada Kozo、Mikoshiba Katsuhiko、Crea Francesco、Bultynck Geert、Bootman Martin D.、Parys Jan B.、Distelhorst Clark W.
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research

      巻: 1869 号: 4 ページ: 119206-119206

    • DOI

      10.1016/j.bbamcr.2021.119206

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Bcl-xL acts as an inhibitor of IP3R channels, thereby antagonizing Ca2+-driven apoptosis2021

    • 著者名/発表者名
      Rosa Nicolas、Ivanova Hristina、Wagner Larry E.、Kale Justin、La Rovere Rita、Welkenhuyzen Kirsten、Louros Nikolaos、Karamanou Spyridoula、Shabardina Victoria、Lemmens Irma、Vandermarliere Elien、Hamada Kozo、et al.
    • 雑誌名

      Cell Death & Differentiation

      巻: 29 号: 4 ページ: 788-805

    • DOI

      10.1038/s41418-021-00894-w

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Sequestration of the PKC ortholog Pck2 in stress granules as a feedback mechanism of MAPK signaling in fission yeast2021

    • 著者名/発表者名
      Kanda Yuki、Satoh Ryosuke、Takasaki Teruaki、Tomimoto Naofumi、Tsuchiya Kiko、Tsai Chun An、Tanaka Taemi、Kyomoto Shu、Hamada Kozo、Fujiwara Toshinobu、Sugiura Reiko
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 134 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1242/jcs.250191

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] IP3Receptor Plasticity Underlying Diverse Functions2020

    • 著者名/発表者名
      Hamada Kozo、Mikoshiba Katsuhiko
    • 雑誌名

      Annual Review of Physiology

      巻: 82 号: 1 ページ: 151-176

    • DOI

      10.1146/annurev-physiol-021119-034433

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Type 3 Inositol 1,4,5-Trisphosphate Receptor is a Crucial Regulator of Calcium Dynamics Mediated by Endoplasmic Reticulum in HEK Cells2020

    • 著者名/発表者名
      Yue Lili、Wang Liuqing、Du Yangchun、Zhang Wei、Hamada Kozo、Matsumoto Yoshifumi、Jin Xi、Zhou Yandong、Mikoshiba Katsuhiko、Gill Donald L.、Han Shengcheng、Wang Youjun
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 9 号: 2 ページ: 275-275

    • DOI

      10.3390/cells9020275

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ouabain‐regulated phosphoproteome reveals molecular mechanisms for Na+, K+‐ATPase control of cell adhesion, proliferation, and survival2019

    • 著者名/発表者名
      Panizza Elena、Zhang Liang、Fontana Jacopo Maria、Hamada Kozo、Svensson Daniel、Akkuratov Evgeny E.、Scott Lena、Mikoshiba Katsuhiko、Brismar Hjalmar、Lehti? Janne、Aperia Anita
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 33 号: 9 ページ: 10193-10206

    • DOI

      10.1096/fj.201900445r

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bcl-2 and IP3 compete for the ligand-binding domain of IP3Rs modulating Ca2+ signaling output2019

    • 著者名/発表者名
      Ivanova Hristina、Wagner Larry E.、Tanimura Akihiko、Vandermarliere Elien、Luyten Tomas、Welkenhuyzen Kirsten、Alzayady Kamil J.、Wang Liwei、Hamada Kozo、Mikoshiba Katsuhiko、De Smedt Humbert、Martens Lennart、Yule David I.、Parys Jan B.、Bultynck Geert
    • 雑誌名

      Cellular and Molecular Life Sciences

      巻: 0 号: 19 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1007/s00018-019-03091-8

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ca2+ signaling and spinocerebellar ataxia2018

    • 著者名/発表者名
      Hisatsune Chihiro、Hamada Kozo、Mikoshiba Katsuhiko
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research

      巻: 1865 号: 11 ページ: 1733-1744

    • DOI

      10.1016/j.bbamcr.2018.05.009

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] IP3-mediated gating mechanism of the IP3 receptor revealed by mutagenesis and X-ray crystallography2017

    • 著者名/発表者名
      Hamada K, Miyatake H, Terauchi A, Mikoshiba K
    • 雑誌名

      PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)

      巻: 114(18) 号: 18 ページ: 4661-4666

    • DOI

      10.1073/pnas.1701420114

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] New Insights into the Gating Mechanism of the IP3 Receptor2017

    • 著者名/発表者名
      Hamada Kozo、Mikoshiba Katsuhiko
    • 雑誌名

      Messenger

      巻: 6 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy (3rd edition)2016

    • 著者名/発表者名
      Klionsky DJ., Abdelmohsen K., Abe A., Abedin MJ.,Inomata M., et al.
    • 雑誌名

      Autophagy

      巻: 12(1) 号: 1 ページ: 1-222

    • DOI

      10.1080/15548627.2015.1100356

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] IP3-Mediated Gating Mechanism of IP3 Receptor2018

    • 著者名/発表者名
      Hamada Kozo、Miyatake Hideyuki、Terauchi Akiko、Mikoshiba Katsuhiko
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, CA, USA
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gating Mechanism of IP3 Receptors Revealed by Mutagenesis and X-Ray Crystallography2017

    • 著者名/発表者名
      Hamada Kozo
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Lucca, Italy
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] IP3受容体の結晶構造からひもとくアロステリック機構と疾病メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      濱田耕造、宮武秀行、寺内明子、御子柴克彦
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] IP3受容体のゲート機構2017

    • 著者名/発表者名
      濱田耕造
    • 学会等名
      大阪大学 蛋白研セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Gating mechanism of the IP3 receptor revealed by mutagenesis and X-ray crystallography2017

    • 著者名/発表者名
      濱田耕造、宮武秀行、寺内明子、御子柴克彦
    • 学会等名
      第60回日本神経化学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Regulation of IP3 Receptor by Transglutaminase2015

    • 著者名/発表者名
      濱田 耕造、寺内 明子、中村 京子、 肥後 剛康、貫名 信行、松本 渚、久恒 智博、中村 健、御子柴克彦
    • 学会等名
      日本神経化学会大会
    • 発表場所
      埼玉県大宮ソニックシティー
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Allosteric regulation of IP3 receptor by transglutaminase-mediated posttranslational modification2015

    • 著者名/発表者名
      Mikoshiba K et al.
    • 学会等名
      Gordon research conference
    • 発表場所
      Sunday River Newry, USA
    • 年月日
      2015-06-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Aberrant calcium signaling by transglutaminase-mediated posttranslational modification of IP3 receptors2015

    • 著者名/発表者名
      Mikoshiba K et al.
    • 学会等名
      19th International Symposium on Calcium Binding Proteins and Calcium Function In Health and Disease
    • 発表場所
      Nashville, USA
    • 年月日
      2015-05-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] アルツハイマー病 発症メカニズムと新規診断法・創薬・治療開発2018

    • 著者名/発表者名
      濱田 耕造、御子柴 克彦
    • 総ページ数
      460
    • 出版者
      (株)エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] 実験医学 2018年3月号2018

    • 著者名/発表者名
      濱田耕造、御子柴克彦
    • 総ページ数
      145
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758125055
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 脳の働きに重要なIP3受容体の動作原理を解明

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2017/20170418_2/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 研究者のホームページ

    • URL

      https://researchmap.jp/read0122595

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2024-01-30  

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