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生体環境でのアポリポタンパク質アミロイド形成機構の解明とその制御法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16J01828
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 物理系薬学
研究機関徳島大学

研究代表者

水口 智晴  徳島大学, 大学院薬科学教育部, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードアポリポタンパク質 / アミロイド / 脂質 / ホスファチジルセリン / アクリロダン / コレステロール / 糖鎖
研究実績の概要

アポリポタンパク質A-I(アポA-I)は、高密度リポタンパク質(HDL)の主要構成タンパク質であり、血中コレステロールの恒常性維持に重要な役割を担っている。アポA-Iはリポタンパク質粒子間での可逆的な結合平衡によって機能を調節しているが、その柔軟で不安定な高次構造ゆえ遺伝子変異や酸化などの修飾によりアミロイド線維化を起こしやすいことが知られている。
これまで、アポA-Iの代表的なアミロイドーシス変異であるIowa(G26R)変異が、水溶液中のみならず脂質膜環境下でも線維形成を促進することを報告してきた。さらに、構成脂質組成の影響を評価したところ、酸性リン脂質であるホスファチジルセリン(PS)はIowa変異型アポA-Iの線維形成を阻害することが示された。本研究では、アポA-Iタンパク質の局所環境の評価により、生体膜環境でのアポA-Iアミロイド線維形成機序の解明を目指す。
アポA-Iにシステイン残基を導入した変異体を設計・作製し、環境感受性蛍光プローブであるアクリロダンで標識した。アクリロダンは周囲環境により最大蛍光波長がシフトする特性を有するため、脂質膜結合時の局所的な環境評価が可能である。結果、PSを含有する脂質膜上ではIowa変異周辺が親水的環境に露出しており、この領域がアポA-IとPSとの相互作用に関与することが示された。
アポA-Iアミロイドーシスは、遺伝子変異の違いにより線維の沈着する臓器が異なることが知られている。脂質組成の違いにより線維形成性が影響を受けることは、アポA-Iアミロイドーシスの発症メカニズムを解明する上で重要な知見であると言える。さらに、部位特異的な蛍光測定による解析を進めることで、脂質とアポA-Iの相互作用様式および線維形成機序について詳細な分子メカニズムの解明が期待される。本成果は本年Scientific Reportsに掲載された。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Effect of Phosphatidylserine and Cholesterol on Membrane-mediated Fibril Formation by the N-terminal Amyloidogenic Fragment of Apolipoprotein A-I2018

    • 著者名/発表者名
      Mizuguchi Chiharu、Nakamura Mitsuki、Kurimitsu Naoko、Ohgita Takashi、Nishitsuji Kazuchika、Baba Teruhiko、Shigenaga Akira、Shimanouchi Toshinori、Okuhira Keiichiro、Otaka Akira、Saito Hiroyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 5497-5497

    • DOI

      10.1038/s41598-018-23920-3

    • 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] Immunochemical Approach for Monitoring of Structural Transition of ApoA-I upon HDL Formation Using Novel Monoclonal Antibodies2017

    • 著者名/発表者名
      H. Kimura, S. Mikawa, C. Mizuguchi, Y. Horie, I. Morita, H. Oyama, T. Ohgita, K. Nishitsuji, A. Takeuchi, S. Lund-Katz, K. Akaji, N. Kobayashi, H. Saito
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 7 号: 1 ページ: 2988-2988

    • DOI

      10.1038/s41598-017-03208-8

    • NAID

      120006534990

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Fluorescence study of the effect of the oxidized phospholipids on amyloid fibril formation by the apolipoprotein A-I N-terminal fragment2017

    • 著者名/発表者名
      Vus Kateryna、Girych Mykhailo、Trusova Valeriya、Gorbenko Galyna、Kinnunen Paavo、Mizuguchi Chiharu、Saito Hiroyuki
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 688 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2017.09.037

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Combined thioflavin T - Congo red fluorescence assay for amyloid fibril detection2016

    • 著者名/発表者名
      Girych, M., Gorbenko, G., Maliyov, I., Trusova, V., Mizuguchi, C., Saito, H., Kinnunen, P.
    • 雑誌名

      Methods and Applications in Fluorescence

      巻: 4(3) 号: 3 ページ: 034010-034010

    • DOI

      10.1088/2050-6120/4/3/034010

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Heparin promotes fibril formation by the N-terminal fragment of amyloidogenic apolipoprotein A-I2016

    • 著者名/発表者名
      Mikawa, S., Mizuguchi, C., Nishitsuji, K., Baba, T., Shigenaga,A., Shimanouchi, T., Sakashita, N., Otaka, A., Akaji, K., Saito, H.
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 590(20) 号: 20 ページ: 3492-3500

    • DOI

      10.1002/1873-3468.12426

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Conformational Plasticity of JRAB/MICAL-L2 Provides 'Law and Order'2016

    • 著者名/発表者名
      A. Sakane, S. Yoshizawa, M. Nishimura, Y. Tsuchiya, N. Matsushita, K. Miyake, K. Horikawa, I. Imoto, C. Mizuguchi, H. Saito, T. Ueno, S. Matsushita, H. Haga, S. Deguchi, K. Mizuguchi, H.
    • 雑誌名

      Molecular Biology of the Cell

      巻: 27 号: 20 ページ: 3095-3108

    • DOI

      10.1091/mbc.e16-05-0332

    • 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] Effects of Iowa (G26R) mutation on fibril formation by an amyloidogenic N-terminal fragment of apoA-I2018

    • 著者名/発表者名
      Chiharu Mizuguchi, Eriko Ito, Mitsuki Nakamura, Takashi Ohgita, Teruhiko Baba, Toshinori Shimanouchi, Keiichiro Okuhira, Hiroyuki Saito
    • 学会等名
      16th International Symposium on Amyloidosis
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アミロイドーシス変異アポA-Iのホスファチジルセリンとの相互作用領域の特定2018

    • 著者名/発表者名
      中村光希、栗光直子、水口智晴、扇田隆司、斎藤博幸
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Iowa変異型アポA-Iのアミロイド形成に及ぼす脂質組成の影響2017

    • 著者名/発表者名
      水口智晴, 三河志穂, 馬場照彦, 奥平桂一郎, 斎藤博幸
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2017-03-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 脂質膜組成によるIowa変異型アポA-Iのアミロイド線維形成性の変化2017

    • 著者名/発表者名
      水口智晴、三河志穂、扇田隆司、馬場照彦、島内寿徳、奥平桂一郎、斎藤博幸
    • 学会等名
      日本膜学会第39年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Iowa変異型アポA-Iのアミロイド形成はホスファチジルセリンによって抑制される2017

    • 著者名/発表者名
      水口智晴、伊藤恵理子、中村光希、扇田隆司、馬場照彦、島内寿德、奥平桂一郎、斎藤博幸
    • 学会等名
      第15回 次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Iowa変異型アポA-IはN末フラグメントのアミロイド形成を促進する2017

    • 著者名/発表者名
      水口智晴、伊藤恵理子、中村光希、扇田隆司、馬場照彦、島内寿徳、奥平桂一郎、斎藤博幸
    • 学会等名
      第11回 次世代を担う若手医療薬科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 脂質膜組成によるIowa変異型アポA-Iの線維化制御メカニズムの解明2017

    • 著者名/発表者名
      水口智晴、伊藤恵理子、中村光希、扇田隆司、馬場照彦、重永章、島内寿徳、奥平桂一郎、大高章、斎藤博幸
    • 学会等名
      膜シンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Iowa変異型アポA-Iのアミロイド線維形成に及ぼすホスファチジルセリンとコレステロールの影響2017

    • 著者名/発表者名
      水口智晴、伊藤恵理子、中村光希、扇田隆司、馬場照彦、島内寿徳、奥平桂一郎、斎藤博幸
    • 学会等名
      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
  • [学会発表] アミロイドーシス変異アポA-I Iowaの脂質膜結合状態の解析2016

    • 著者名/発表者名
      水口智晴, 三河志穂, 馬場照彦, 島内寿徳, 重永章, 奥平桂一郎, 大高章, 斎藤博幸
    • 学会等名
      膜シンポジウム2016
    • 発表場所
      関西大学100周年記念会館(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2016-12-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Effect of heparin on amyloid fibril formation of apoA-I fragment peptides2016

    • 著者名/発表者名
      Mikawa, S., Mizuguchi, C., Morita, I., Oyama, H., Baba, T., Shigenaga, A., Shimanouchi, T., Kobayashi, N., Otaka, A., Akaji, K., Saito, H.
    • 学会等名
      The 53rd Japanese Peptide Symposium
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Iowa変異型アポA-Iによる脂質膜環境下でのアミロイド線維形成2016

    • 著者名/発表者名
      水口智晴, 三河志穂, 馬場照彦, 島内寿徳, 重永章, 奥平桂一郎, 大高章, 斎藤博幸
    • 学会等名
      第4回 日本アミロイドーシス研究会学術集会
    • 発表場所
      KKRホテル東京(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-08-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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