神経変性を伴うプロテオリピド蓄積症:リソソーム膜蛋白群異常からの攻略

• 研究課題/領域番号: 16590253
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 病態医化学
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 江崎 淳二 順天堂大学, 医学部, 講師 (60232948)
• 研究分担者: 谷田 以誠 順天堂大学, 講師 (30296868)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円); 2005年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2004年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
• キーワード: 神経性疾患 / プロテオリピド / オートファゴソーム / TPP-I / Cln3p / Cln6p / オートファージ / ペルオキシソーム / オートファジー / Atg7 / Cln3P / Cln5p / Cln8p

研究概要

Neuronal Ceroid Lipfuscinosis(NCL)患者の細胞中には、主にATP合成酵素のサブユニットcからなるプロテオリピトの蓄積が認められる。NCLに関連する蛋白質としては既にTPP-1、Cathepsin Dなどといったリソソーム酵素やCLC-3なとのエンドソーム膜蛋白質、および機能が不明なCln3p、Cln5p、Cln6pおよびCln8pが見い出されてきた。これらの蛋白質について我々は抗体の作製を行ない、特にCln3pおよひCln6pについての検討を行なってきた。Cln3pはN型糖鎖をもつ分子量約60kDaの膜蛋白質であるのに対してCln6pはN型の糖鎖を持たない分子量30kDaの膜蛋白質であった。臓器特異性については、Cln3pおよびCln6pは脳、肝臓、腎臓、脾臓および膵臓のいずれの臓器にも認められたが、Cln3pは脳、Cln6pは脳および肝臓における含量が少なかった。また、細胞内局在を調べた結果Cln3pはリソソーム画分に、Cln6pはER画分に局在を示した。共免沈による分析を行なった結果では、TPP-1とCln6pが共沈し、相互に親和性を持つことが確認された。
正常な細胞ては環境維持および機能保全のために、細胞内小器官はオートファゴソームおよびそれに続くエンドソーム/リソソーム系によって分解され、一定レベルに保たれる。このことを明らかにするため、オートファジーに関与する蛋白質であるAtg7を肝臓特異的に欠損するマウスにペルオキシソームの過剰発現を誘導するdiethylhexylphthalate(DEHP)を投与し、DEHP投与終了後のペルオキシソームの減少の過程をコントロールマウスと比較した。その結果、コントロールマウスでは過剰なペルオキシソームの特異的な消失か極めて速やかに観察されるのに対して、Atg7欠損マウスの肝臓ではこの消失が極めて遅くなっていた。このことから、オートファジーが過剰なペルオキシソームの特異的なクリアランスに必要であることが確認された。細胞内小器官の分解はこのオートファジーの後にリソソーム系で行なわれているが、NCL患者の細胞では何らかの原因によってこの機能が阻害されている。

研究成果

• [雑誌論文] Excess Peroxisomes are degraded by autophagic machinery in mammals (2006)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Iwata, et al.
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 281 ページ: 4035-4041
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Excess peroxisomes are degraded by autophagic machinery in mammals. (2006)
  • 著者名/発表者名: J.Iwata, J.Ezaki, M.Komatsu, S.Yokota, T.Ueno, I.Tanida, T.Chiba, K.Tanaka, E.Kominami
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 281 ページ: 4035-4041
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Impairment of starvation-induced and constitutive autophagy in Atg7-deficient mice (2005)
  • 著者名/発表者名: Masaki Komatsu, et al.
  • 雑誌名: The Journal of Cell Biology 169 ページ: 425-434
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Impaiment of starvation-induced and constitutive autophagy in Atg7-deficient mice. (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Komatsu, S.Wguri, T.Ueno, J.Iwata, S.Murata, I.Tanida, J.Ezaki, N.Mizushima, Y.Ohsumi, Y.Uchiyama, E.Kominami, K.Tanaka, T.Chiba
  • 雑誌名: J.Cell Biol. 169 ページ: 425-454
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Impairment of starvation-induced and constitutive autophagy in Atg7-deficient mice (2005)
  • 著者名/発表者名: Masaaki Komatsu et al.
  • 雑誌名: The Journal of Cell Biology 169 ページ: 425-434
• [雑誌論文] Excess Peroxisomes are degraded by autophagic machinery in mammals (2005)
  • 著者名/発表者名: Jun-ichi Iwata et al.
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 281 ページ: 4035-4041
• [雑誌論文] The Intracellular Localization and Function of Proteins of Neuronal Ceroid Lipofuscinoses (2004)
  • 著者名/発表者名: Ezaki Junji, et al.
  • 雑誌名: Brain Paythology 14 ページ: 77-85
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mutation of the glycosylated asparagines residue 286 in human CLN2 protein results in loss of enzymatic activity (2004)
  • 著者名/発表者名: Tsiakas Kostas, et al.
  • 雑誌名: Glycobiology 14
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] HsAtg4B/HsApg4B/Autophagin-I Cleaves the Carboxy Termini of Three Human Atg8 Homologues and Delipidates Microtuble-associated Protein----- (2004)
  • 著者名/発表者名: Tanida Isei, et al.
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 279 ページ: 36266-36276
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The intracellular localization and function of protein of neuronal ceroid lipouscinoses. (2004)
  • 著者名/発表者名: J.Ezaki, E.Kominami
  • 雑誌名: Brain Pathol. 14 ページ: 77-85
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mutation of the glycosylated asparagines residue 286 in human CLN2 protein results in loss of enzymatic activity. (2004)
  • 著者名/発表者名: K.Tsiakas, R.Steinfeld, S.Storch, J.Ezaki, Z.Lukacs, E.Kominami, A.Kohlshutter, K.Ullrich, T.Braulke
  • 雑誌名: Glycobiology 14
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] HsAtg4B/HsApg4B/Autophagin-1 cleaves the carboxyl termini of three human Atg8 homologues and delipidates microtuble-associated protein light chain3- and GABA receptor-associated protein-phospholipid conjugates (2004)
  • 著者名/発表者名: I.Tanida, Y.Sou, J.Ezaki, N.Minematsu-Ikeguchi, T.Ueno, E.Kominami
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 36268-36276
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The Intracellular Localization and Function of Proteins of Neuronal Ceroid Lipofuscinoses (2004)
  • 著者名/発表者名: Ezaki Junji et al.
  • 雑誌名: Brain Pathology 14 ページ: 77-85
• [雑誌論文] Mutation of the glycosylated asparagines residue 286 in human CLN2 protein results in loss of enzymatic activity (2004)
  • 著者名/発表者名: Tsiakas Kostas et al.
  • 雑誌名: Glycobiology 14
• [雑誌論文] HsAtg4B/HsApg4B/Autophagin-1 Cleaves the Carboxyl Termini of Three Human Atg8 Homologues and Delipidates Microtubule-associated Protein Light Chain 3- and GABAA Receptor-associated Protein-Phospholipid Conjugates (2004)
  • 著者名/発表者名: Tanida Isei et al.
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 279 ページ: 36266-36276
• [雑誌論文] Characterization of Cin3p,the gene product responsible for juvenile neuronal ceroid lipofuscinosis, as a lysosomal integral membrane glycoprotein. (2003)
  • 著者名/発表者名: Ezaki Junji, et al.
  • 雑誌名: J.Neurochem. 87 ページ: 1296-1308
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Characterization of Cln3p, the gene product responsible for juvenile neuronal ceroid lipofuscinosis, as a lysosomal integral membrane glycoprotein. (2003)
  • 著者名/発表者名: J.Ezaki, I.M.Takeda-Ezaki, M.Koike, Y.Ohsawa, H.Taka, R.Mineki, K.Murayama, Y.Uchiyama, T.Ueno, E.Kominami
  • 雑誌名: J.Neurochem. 87 ページ: 1296-1308
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より