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細胞内主要ATP分解酵素VCPの新規機能の解析

研究課題

研究課題/領域番号 16H05151
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 病態医化学
研究機関京都大学

研究代表者

垣塚 彰  京都大学, 生命科学研究科, 教授 (80204329)

研究協力者 今村 博臣  
笹岡 紀男  
杉山 悠真  
中野 将希  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2018年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2017年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2016年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワードVCP/p97 / ATP制御 / 神経細胞死 / 飢餓 / 恒常性維持 / パーキンソン病 / 心筋梗塞 / 脳梗塞 / VCP / ATPase / 栄養飢餓 / ATP / 恒常性維持機構 / 新規機能 / 創薬基盤 / 飢餓応答 / 細胞死 / 疾患治療 / 細菌 / 蛋白質 / ストレス
研究成果の概要

ヒトは一日あたりその体重に相当する重さのATPの合成と分解を行っていると言われており、ATPとATPaseは、生物の活動になくてはならないものである。可溶性ATPaseの中で最も豊富に存在するATPaseがVCPであるがその機能はよく解っていない。本研究によって、VCPは、飢餓状態になると細胞内で独特の構造体を形成し、細胞死の回避に貢献していること、さらに、パーキンソン病、心筋梗塞、脳梗塞のモデル動物に対するKUSs(我々が開発したVCPのATPase活性の阻害剤)の介入実験により、KUSsは、これらの疾患の病態を改善する効果を持つことが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生物の生存にとって最大の脅威の1つが飢餓であるが、飢餓に対して細胞がどのような対応を行っているかはよく解っていなかった。本研究によって、細胞内で重要な働きをするVCPと呼ばれる主要なATPaseが、飢餓時に細胞内での局在を変化させることで、自身のATPase活性を抑制し、飢餓時の細胞死を回避していることが明らかになった。一方、パーキンソン病、心筋梗塞、脳梗塞に対し、このVCPのATPase活性を抑制する薬剤の投与が、有効な治療に繋がる可能性を動物実験で示すことができた。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 1件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 12件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 4件) 備考 (2件) 産業財産権 (5件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] PPARα-Mediated Positive-Feedback Loop Contributes to Cold Exposure Memory2019

    • 著者名/発表者名
      Alfaqaan Soaad、Yoshida Tomoki、Imamura Hiromi、Tsukano Chihiro、Takemoto Yoshiji、Kakizuka Akira
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 4538-4538

    • DOI

      10.1038/s41598-019-40633-3

    • NAID

      120006591437

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] KUS121, an ATP regulator, mitigates chorioretinal pathologies in animalmodels of age-related macular degeneration.2018

    • 著者名/発表者名
      Muraoka, Y., Yoshimura, N., et al.
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 4 号: 5 ページ: e00624-e00624

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2018.e00624

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In vivo targeted single-nucleotide editing in zebrafish.2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, S., Yoshioka, S., Nishida, K., Hosokawa, H., Kakizuka, A., and Maegawa, S.
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 8 号: 1 ページ: 11423-11423

    • DOI

      10.1038/s41598-018-29794-9

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Innate Immune Receptors TLR2/4 Mediate Repeated Social Defeat Stress-Induced Social Avoidance through Prefrontal Microglial Activation2018

    • 著者名/発表者名
      Nie Xiang、Kitaoka Shiho、Tanaka Kohei、Segi-Nishida Eri、Imoto Yuki、Ogawa Atsubumi、Nakano Fumitake、Tomohiro Ayaka、Nakayama Kazuki、Taniguchi Masayuki、Mimori-Kiyosue Yuko、Kakizuka Akira、Narumiya Shuh、Furuyashiki Tomoyuki
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 99 号: 3 ページ: 464-479

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2018.06.035

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Trace Amount of Galactose, a Major Component of Milk Sugar, Allows Maturation of Glycoproteins during Sugar Starvation2018

    • 著者名/発表者名
      Sasaoka Norio、Imamura Hiromi、Kakizuka Akira
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 10 ページ: 211-221

    • DOI

      10.1016/j.isci.2018.11.035

    • NAID

      120006715477

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Branched chain amino acids attenuate major pathologies in mouse models of retinal degeneration and glaucoma2018

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa Tomoko、Ikeda Hanako Ohashi、Iwai Sachiko、Muraoka Yuki、Tsuruyama Tatsuaki、Okamoto-Furuta Keiko、Kohda Haruyasu、Kakizuka Akira、Yoshimura Nagahisa
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 4 号: 2 ページ: e00544-e00544

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2018.e00544

    • NAID

      120006425863

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of mitochondrial function in human induced pluripotent stem cells from patients with mitochondrial diabetes due to the A3243G mutation.2018

    • 著者名/発表者名
      Matsubara M, Kanda H, Imamura H, Inoue M, Noguchi M, Hosoda K, Kakizuka A, Nakao K.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 949-949

    • DOI

      10.1038/s41598-018-19264-7

    • NAID

      120006502575

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A highly sensitive FRET biosensor for AMPK exhibits heterogenous AMPK responses among cells and organs2017

    • 著者名/発表者名
      1.Yumi Konagaya, Kenta Terai, Yusuke Hirao, Kanako Takakura, Masamichi Imajo, Yuji Kamioka, Norio Sasaoka, Akira Kakizuka, Kenta Sumiyama, Tomoichiro Asano, Michiyuki Matsuda
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 21 号: 9 ページ: 2628-2638

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2017.10.113

    • NAID

      120006366781

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ATP Maintenance via Two Types of ATP Regulators Mitigates Pathological Phenotypes in Mouse Models of Parkinson's Disease2017

    • 著者名/発表者名
      Nakano Masaki、Imamura Hiromi、Sasaoka Norio、Yamamoto Masamichi、Uemura Norihito、Shudo Toshiyuki、Fuchigami Tomohiro、Takahashi Ryosuke、Kakizuka Akira
    • 雑誌名

      EBioMedicine

      巻: 22 ページ: 225-241

    • DOI

      10.1016/j.ebiom.2017.07.024

    • NAID

      120006338063

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ATP制御によるパーキンソン病の予防・治療戦略2017

    • 著者名/発表者名
      垣塚 彰
    • 雑誌名

      日本生物学的精神医学会誌

      巻: 28 ページ: 153-158

    • NAID

      130007685015

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] KUS121, a VCP modulator, attenuates ischemic retinal cell death via suppressing endoplasmic reticulum stress.2017

    • 著者名/発表者名
      Hata M, Ikeda HO, Kikkawa C, Iwai S, Muraoka Y, Hasegawa T, Kakizuka A, Yoshimura N
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: - 号: 1 ページ: 44873-44873

    • DOI

      10.1038/srep44873

    • NAID

      120006222005

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Neuroprotective Effects of VCP Modulators in Mouse Models of Glaucoma.2016

    • 著者名/発表者名
      Nakano, N. et al.
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 2 号: 4 ページ: 96-96

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2016.e00096

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Neuoroprotective efficacies by KUS121, a VCP modulator, on animal models of retinal degeneration.2016

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa T, Muraoka Y, Ikeda HO, Tsuruyama T, Kondo M, Terasaki H, Kakizuka A, Yoshimura N.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 6 号: 1 ページ: 31184-31184

    • DOI

      10.1038/srep31184

    • NAID

      120005829364

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 難治性疾患の克服への挑戦2018

    • 著者名/発表者名
      垣塚彰
    • 学会等名
      京都大学第2回創薬医療シンポジウム、第5回バイオ・フロンティア・プラットフォームシンポジウム「オープンイノベーションから創薬へ」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 難病への挑戦:Challenges against incurable diseases2017

    • 著者名/発表者名
      垣塚 彰
    • 学会等名
      第19回 京都大学生命科学研究科シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ATP制御による包括的な疾患の予防・治療戦略:Comprehensive therapeutic strategies for diseases by ATP regulations2017

    • 著者名/発表者名
      垣塚 彰
    • 学会等名
      第90回日本生化学会大会(2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ATP制御による難治性疾患の予防・治療戦略2016

    • 著者名/発表者名
      垣塚 彰
    • 学会等名
      第38回日本生物学的精神医学会・第59回日本神経化学会大会 合同年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 京都大学 垣塚研究室

    • URL

      http://www.funcbiol.lif.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 京都大学 垣塚研究室

    • URL

      http://www.funcbiol.lif.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
  • [産業財産権] 心筋細胞の保護用の医薬組成物2019

    • 発明者名
      垣塚彰、尾野亘、堀江貴裕、井手裕也、斉藤成達、木村剛
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 心筋細胞の保護用の医薬組成物2018

    • 発明者名
      垣塚彰、尾野亘、堀江貴裕、井手裕也、斉藤成達、木村剛
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-078272
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 脳梗塞の処置用の医薬組成物2018

    • 発明者名
      垣塚彰、木下久徳、眞木崇州、高橋良輔
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-143437
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 心筋細胞の保護用の医薬組成物2018

    • 発明者名
      垣塚彰、尾野亘、堀江貴弘、木村剛
    • 権利者名
      国立大学法人京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-078272
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 角膜保護用の組成物2017

    • 発明者名
      池田華子、垣塚彰、木下茂、中村隆宏、永田真帆、他2名
    • 権利者名
      国立大学法人京都大学、京都府公立大学法人、学校法人同志社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-251839
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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