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神経発達に伴う細胞サイズ制御機構の解明と病態モデルの確立

研究課題

研究課題/領域番号 16K07053
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
研究機関新潟大学

研究代表者

武井 延之  新潟大学, 脳研究所, 准教授 (70221372)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードmTOR / 細胞サイズ / 神経幹細胞 / 神経分化 / 脳形成異常 / シグナル伝達 / 蛋白合成 / 神経細胞 / デコイ / 細部サイズ / neural stem cell / 神経栄養因子 / iPS / 神経発達 / 神経科学 / 細胞・組織 / 脳・神経
研究成果の概要

細胞成長のマスターレギュレーターであるmTORC1の活性は、増殖期のラット及びヒト神経幹細胞で高く、分裂停止後は低下し、その後分化成熟した神経細胞では再び高くなることが明らかになった。神経幹細胞にmTOR活性化型変異遺伝子を導入すると、分化誘導後に細胞の大型化、異形化が観察され、脳形成異常の病態が再現された。mTORC1,2をそれぞれ特異的に阻害する分子デコイを開発し、神経幹細胞に遺伝子導入したところ形態異常が観察された。神経分化における細胞サイズ、形態の制御にmTORが深く関与していることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

神経分化に伴う突起伸展などの形態変化に比べ、細胞のサイズ制御機構に関してはこれまでほとんど研究されていなかった。本研究からmTOR(mammalian target of rapamycin)がその制御に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。さらに2つの機能的に異なるmTORC1,2のシグナルをそれぞれ特異的に阻害するツールを開発した。
疾患モデル細胞を作成したことによって、疾患のメカニズム解明だけでなく、脳形成異常症に対する創薬のためのスクリーニングにも利用可能となった。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 3件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 8件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] mTORC1 is involved in DGKb-induced neurite outgrowth and spinogenesis2020

    • 著者名/発表者名
      Nakai H, Tsumagari R, Nakashima A, Kikkawa U, Ueda S, Yamanoue M, Saito N, Takei N, Shirai Y
    • 雑誌名

      Neurochem. Int.

      巻: 134 ページ: 104645-104645

    • DOI

      10.1016/j.neuint.2019.104645

    • 関連する報告書
      2019 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] AMPK activation, eEF2 inactivation, and reduced protein synthesis in the cerebral cortex of hibernating chipmunks2019

    • 著者名/発表者名
      Yamada S, Kamata T, Nawa H, Sekijima T and Takei N
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 9 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-019-48172-7

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Clozapine-dependent inhibition of EGF/neuregulin receptor (ErbB) kinases2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Yutaro、Iwakura Yuriko、Sotoyama Hidekazu、Kitayama Eiko、Takei Nobuyuki、Someya Toshiyuki、Nawa Hiroyuki
    • 雑誌名

      Translational Psychiatry

      巻: 9 号: 1 ページ: 181-181

    • DOI

      10.1038/s41398-019-0519-1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of Functional Primary Cilia in Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Neurons2019

    • 著者名/発表者名
      Miki Daisuke、Kobayashi Yuki、Okada Tomoya、Miyamoto Tatuso、Takei Nobuyuki、Sekino Yuko、Koganezawa Noriko、Shirao Tomoaki、Saito Yumiko
    • 雑誌名

      Neurochemical Research

      巻: 印刷中 号: 7 ページ: 1736-1744

    • DOI

      10.1007/s11064-019-02806-4

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pathological alterations of chondroitin sulfate moiety in postmortem hippocampus of patients with schizophrenia2018

    • 著者名/発表者名
      Yukawa、Iwakura、Takei、Saito、Watanabe、Toyooka、Igarashi、Niizato、Oshima、Kunii、Yabe、Matsumoto、Wada、Hino、Iritanii、Niwa、Takeuchi、Takahashi、Kakita、Someya、Nawa
    • 雑誌名

      Psychiatry Research

      巻: 270 ページ: 940-946

    • DOI

      10.1016/j.psychres.2018.10.062

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] BDNF reduces eEF2 phosphorylation and enhances novel protein synthesis in growth cones of dorsal root ganglia neurons.2018

    • 著者名/発表者名
      Hoshi O, Sugizaki A, Cho Y and Takei N
    • 雑誌名

      Neurochem. Res.

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1242-1249

    • DOI

      10.1007/s11064-018-2541-8

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Striatal hypodopamine phenotypes found in transgenic mice that overexpress glial cell line-derived neurotrophic factor2017

    • 著者名/発表者名
      Sotoyama H, Iwakura Y, Oda K, Sasaoka T, Takei N, Kakita A, Enomoto H, Nawa H
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 654 ページ: 99-106

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2017.06.005

    • 関連する報告書
      2017 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] Epidermal growth factor signals attenuate phenotypic and functional development of neocortical GABAergic neurons.2017

    • 著者名/発表者名
      3)Namba H, Nagano T, Jodo E, Eifuku S, Horie M, Takebayashi H, Iwakura Y, Sotoyama H, Takei N, Nawa H
    • 雑誌名

      J. Neurochem.

      巻: 142 号: 6 ページ: 886-900

    • DOI

      10.1111/jnc.14097

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Glutamate-Dependent Ectodomain Shedding of Neuregulin-1 Type II Precursors in Rat Forebrain Neurons.2017

    • 著者名/発表者名
      1)Iwakura Y, Wang R, Inamura N, Araki K, Higashiyama S, Takei N, Nawa N
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 12 号: 3 ページ: e0174780-e0174780

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0174780

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Advanced glycation end products induce brain-derived neurotrophic factor release from human platelets through the Src-family kinase activation2017

    • 著者名/発表者名
      Furukawa, K. Fuse, I. Iwakura, Y. Sotoyama, H. Hanyu, O. Nawa, H. Sone, H. Takei, N.
    • 雑誌名

      Cardiovascular diabetology

      巻: 16 号: 1 ページ: 20-20

    • DOI

      10.1186/s12933-017-0505-y

    • 関連する報告書
      2016 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] 神経細胞一次繊毛局在型GPCRを介するシグナルは繊毛の長さを調節する2019

    • 著者名/発表者名
      三木大輔, 小林勇喜, 河渕省吾, 宮本達雄, 小金澤紀子, 武井延之, 関野祐子, 白尾智明, 斎藤祐見子
    • 学会等名
      第92回日本生化学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 細胞膜剥離法によるラット脊髄後根神経節細胞の成長円錐の形態解析2019

    • 著者名/発表者名
      星 治 武井延之
    • 学会等名
      Neuro2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] EGFによる神経の軸索伸長とEphシグナルへの干渉2019

    • 著者名/発表者名
      小林 雄太朗、横幕 大作,岩倉 百合子,北山 栄子,那波 宏之,武井 延之
    • 学会等名
      Neuro2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] シロリムス口内炎の発生機序に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      中田光、山本陽香、伊藤祐子、北村信隆、武井延之
    • 学会等名
      第18回日本再生医療学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 神経栄養因子による神経細胞成熟制御2018

    • 著者名/発表者名
      武井 延之、金村 米博、那波 宏之
    • 学会等名
      第40回日本生物学的精神医学会/第61回日本神経化学会合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトiPSC細胞由来神経細胞における非シナプスマーカー一次繊毛の検出2018

    • 著者名/発表者名
      三木 大輔、小林 勇喜、宮本 達雄、小金澤紀子、武井 延之、関野 祐子、白尾 智明、斎藤祐見子
    • 学会等名
      第40回日本生物学的精神医学会/第61回日本神経化学会合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 低温オンチップインキュベーションシステムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      関口知央, 武井延之, 二井信行
    • 学会等名
      生体医工学会シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Anticancer activity of antipsychotics on brain tumors2017

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Kobayashi, Kohtaro Irie, Ayana Kawase, Nobuyuki Takei, Hiroyuki Nawa
    • 学会等名
      7th International Society of Radiation Neurobiology Meeting
    • 発表場所
      ホテル双葉(新潟県南魚沼郡湯沢町)
    • 年月日
      2017-02-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レスベラトロールによるAMPK-mTORシグナルを介した抑制による脳腫瘍細胞増殖制御2017

    • 著者名/発表者名
      川瀬彩奈、那波宏之、武井延之
    • 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] 冬眠期のシマリス神経細胞におけるAMPKを上流とした翻訳制御2016

    • 著者名/発表者名
      山田新太郎、関島恒夫、那波宏之、武井延之
    • 学会等名
      第59回日本神経化学会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-09-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Epidermal growth factor downregulates presynaptic maturation and suppresses synapse formation in vitro and in vivo.2016

    • 著者名/発表者名
      Takei N, Yokomaku D, Ushiki D and Nawa H
    • 学会等名
      7th ISN Special Conference, Synaptic function and dysfunction in brain diseases
    • 発表場所
      Coimbra, Portugal
    • 年月日
      2016-06-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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