組織特異的遺伝子欠損法を用いた神経変性疾患における小胞輸送機構関与の検証

• 研究課題/領域番号: 16K07296
• 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: 機能生物化学
• 研究機関: 奈良女子大学
• 研究代表者: 渡邊 利雄 奈良女子大学, 自然科学系, 教授 (60201208)
• 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: 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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 小胞輸送 / ARF / 神経特異的欠損 / 細胞増殖遅延 / BMPシグナル亢進 / 小胞輸送機構 / Arf1 / Arf6 / 神経異常 / SMAP1 / SMAP2 / 神経変性疾患 / 膜輸送と輸送タンパク質 / 低分子量Gタンパク質 / 運動機能障害

研究成果の概要

Arf1を神経細胞でのみ欠損させたマウスは離乳後に後肢の運動障害を伴って死亡する。小脳の顆粒細胞数減を明らかにした。Arf1欠損細胞での倍加時間の増加と細胞周期とを解析できるFucci発現細胞株の作製に成功した。Arf1, 6のT, Bリンパ球での組織特異的な欠損を誘導したところ、免疫機構の異常（成熟異常や抗体分泌異常など）を見出した。Arf1&6欠損MEF細胞作製に向けたマウス作出に成功した。SMAP1&2欠損細胞では二重欠損特異的にBMPシグナルの活性低下の遅延（活性の持続）を発見した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果によって、「神経変性疾患を小胞輸送異常が引き起こす疾患」として捉えすことの妥当性が、小胞形成開始因子として細胞で良く解析されてきたArf1を用いてマウス個体レベルで示されたことは学術的に大きな意義がある。逆を考えれば、Arf1の活性化薬剤は神経変性疾患の予防や治療に応用できるかもしれないという社会的な意義も求められる。さらに、免疫をつかさどるT細胞、B細胞でのArf1の重要性を発見したことは、免疫系における新しいArf1機能の解明を期待させ、学術的にも社会的にも意義がある。

研究成果

• [国際共同研究] The MP I of Exp. Med.,(Germany)
• [雑誌論文] Loss of protein phosphatase 6 in mouse keratinocytes enhances K-ras G12D -driven tumor promotion (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa Koreyuki、Inoue Yui、Kakugawa Yoichiro、Yamashita Yoji、Kanazawa Kosuke、Kishimoto Kazuhiro、Nomura Miyuki、Momoi Yuki、Sato Ikuro、Chiba Natsuko、Suzuki Mai、Ogoh Honami、Yamada Hidekazu、Miura Koh、Watanabe Toshio、Tanuma Nobuhiro、Tachi Masahiro、Shima Hiroshi
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 109 号: 7 ページ: 2178-2187
  • DOI: 10.1111/cas.13638
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] BRCA1-interacting protein OLA1 requires interaction with BARD1 to regulate centrosome number. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshino Y, Qi H, Fujita H, Shirota M, Abe S, Komiyama Y, Shindo K, Nakayama M, Matsuzawa A, Kobayashi A, Ogoh H, Watanabe T, Ishioka C and Chiba N.
  • 雑誌名: Molecular Cancer Research 巻: 6(10) 号: 10 ページ: 1499-1511
  • DOI: 10.1158/1541-7786.mcr-18-0269
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] PI3K‐AKT pathway for oligodendrocyte differentiation: Targeted inactivation of PTPRZ activity in mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Naomi Tanga, Kazuya Kuboyama, Ayako Kishimoto, Hiroshi Kiyonari, Aki Shiraishi, Ryoko Suzuki, Toshio Watanabe, Akihiro Fujikawa, and Masaharu Noda
  • 雑誌名: Glia 巻: 67 号: 5 ページ: 967-984
  • DOI: 10.1002/glia.23583
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] PKM1 Confers Metabolic Advantages and Promotes Cell-Autonomous Tumor Cell Growth. (2018)
  • 著者名/発表者名: M Morita, T Sato, M Nomura, Y Sakamoto, Y Inoue, R Tanaka, S Ito, K Kurosawa, K Yamaguchi, Y Sugiura, H Takizaki, Y Yamashita, R Katakura, I Sato, Y Okada, H Watanabe, G Kondoh, et al.
  • 雑誌名: Cancer Cell 巻: 12 号: 3 ページ: 355-367
  • DOI: 10.1016/j.ccell.2018.02.004
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mllt10 knockout mouse model reveals critical role of Af10-dependent H3K79 methylation in midfacial development (2017)
  • 著者名/発表者名: 2.Honami Ogoh, Kazutsune Yamagata, Tomomi Nakao, Lisa L. Sandell, Ayaka Yamamoto, Aiko Yamashita, Naomi Tanga, Mai Suzuki, Takaya Abe, Issay Kitabayashi, Toshio Watanabe, Daisuke Sakai
  • 雑誌名: Scientfic Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 11922-11922
  • DOI: 10.1038/s41598-017-11745-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ADP-ribosylation factor 1. (2017)
  • 著者名/発表者名: Toshio Watanabe and Mami Sumiyoshi.
  • 雑誌名: Encyclopedia of Signaling Molecules, 2nd Edition 巻: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] ウイルス感染に対するMul1欠損マウスの応答解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 天津友貴、松尾 尚輝、山本采佳、中嵜詩乃、小河穂波、一戸猛志、小柴琢己、渡邊利雄
  • 学会等名: H30年度文部科学省新学術領域研究・学術研究支援基盤形成「先端モデル動物支援プラットフォーム」成果発表会
• [学会発表] T細胞特異的Arf欠損マウスの解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 住吉麻実、渡邊利雄、松田達志
  • 学会等名: 第28回Kyoto T cell Conference
• [学会発表] ウイルス感染に対するMul1欠損マウスの応答解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 天津友貴、山本采佳、中嵜詩乃、小河穂波、一戸猛志、渡邊利雄、小柴琢己
  • 学会等名: 先端モデル動物支援 若手技術講習会
• [学会発表] AF10 links histone chaperones Supt6h and FACT complex to MLL-fusion leukemia. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kazutsune Yamagata, Mariko Saito, Mai Suzuki, Honami Ogo, Toshio Watanabe and Issay Kitabayashi.
  • 学会等名: 第77回日本癌学会学術総会
• [学会発表] B細胞における低分子量Gタンパク質Arf経路の機能解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小谷 唯、住吉 麻実、江口 稚佳子、金保 安則、渡邊 利雄、松田 達志
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] ウイルス感染に対するMul1欠損マウスの応答解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 天津友貴、松尾 尚輝、山本采佳、中嵜詩乃、小河穂波、一戸猛志、小柴琢己、渡邊利雄
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Tie2-Creにより誘導した組織特異的なPpp6cの欠損はマウスの胚発生における異常を引き起こす (2018)
  • 著者名/発表者名: 加藤里佳、小河穂波、岸本綾子、鈴木麻衣、田沼延広、島礼、渡邊利雄
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] マウスSmap1, Smap2二重欠損胚は原腸形成期において異常を示す (2018)
  • 著者名/発表者名: 大桑良菜、大塚瑞希、住吉麻実、小河穂波、木村-吉田千春、松尾勲、渡邊利雄
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Arf1とArf6の両方を欠損するMEF細胞株取得の試み (2018)
  • 著者名/発表者名: 中嵜詩乃、増田成美、早川夏姫、住吉麻実、金保安則、松田達志、渡邊利雄
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 脱リン酸化酵素PP6は、がん抑制遺伝子として働く (2018)
  • 著者名/発表者名: 島礼、渡邊利雄、田沼延公
  • 学会等名: 第91回日本生化学会大会シンポジウム、「リン酸化ー脱リン酸化応答とがん」
  • 招待講演
• [学会発表] issue Specific Deletion of Protein Phosphatase 6 Catalytic Subunit (Ppp6c) Caused Embryonic lethality and postnatal death. (2018)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Toshio, Kato Rika, Ogoh Honami, Kishimoto Ayako, Suzuki Mai, Tanuma Nobuhiro, and Shima Hiroshi
  • 学会等名: Workshop on Frontiers in Phosphatase Research and Drug Discovery.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Tumor suppressor activity of protein phosphatase 6 (2018)
  • 著者名/発表者名: Koreyuki Kurosawa, Yoichiro Kakugawa, Nobuhiro Tanuma, Toshio Watanabe, and Hiroshi Shima
  • 学会等名: Workshop on Frontiers in Phosphatase Research and Drug Discovery.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Af10 regulates mid facial development via H3K79 methylation (2018)
  • 著者名/発表者名: Honami Ogoh, Kazutsune Yamagata, Tomomi Nakao, Lisa L. Sandell, Issay Kitabayashi, Toshio Watanabe and Daisuke Sakai
  • 学会等名: Gordon Research Seminar &Conference "Craniofacial Morphogenesis & Tissue Regeneration" Understanding Mechanisms of Craniofacial Development, Disease and Regeneration.
  • 国際学会
• [学会発表] Tie2-Cre Induced Tissue Specific Deletion of Ppp6c Caused Abnormal Hematopoiesis during Mouse Embryogenesis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kato Rika, Ogoh Honami, Kishimoto Ayako, Suzuki Mai, Tanuma Nobuhiro, Shima Hiroshi and Watanabe Toshio
  • 学会等名: Workshop on Frontiers in Phosphatase Research and Drug Discovery.
  • 国際学会
• [学会発表] 低分子量Gタンパク質Arf1の全身性欠損は胎生致死となり、神経幹細胞特異的欠損は誕生後の脳の矮小化と後肢の運動の異常とを呈する (2017)
  • 著者名/発表者名: 薗部なな子、増田成美、早川夏姫、住吉麻実、生田優希、丹賀直美、小河穂波、鈴木麻衣、二口充、新谷隆史、田沼延広、島礼、渡邊利雄
  • 学会等名: 平成28年度「先端モデル動物支援プラットフォーム成果発表会」
  • 発表場所: 大津
  • 年月日: 2017-02-09
• [学会発表] Ppp6cは、マウス皮膚のがん抑制遺伝子として働く (2017)
  • 著者名/発表者名: 黒沢 是之、野村美有、角川陽一郎、山下洋二、三浦康、山田秀和、松浦一登、佐藤郁郎、田沼延公、渡邊利雄、島礼
  • 学会等名: 第76回日本癌学会学術総会
• [学会発表] ヒストンシャペロンSupt6hとFACT複合体は、AF10との結合を介してMLL転座関連白血病の発症に寄与する (2017)
  • 著者名/発表者名: 山形和恒、斎藤真理子、鈴木麻衣、小河穂波、渡邊利雄、北林一生
  • 学会等名: 第76回日本癌学会学術総会
• [学会発表] 制御性T細胞の分化誘導に関わるシグナル伝達経路の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小谷 唯、住吉 麻実、伊藤 量基、神田 晃、平尾 敦、渡邊 利雄、松田 達志
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会/第40回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 小胞輸送を制御するArf GTPase 活性化因子SMAP1とSMAP2の二重欠損胚におけるエンドサイトーシス経路の異常 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大塚瑞希、大桑良菜、住吉麻実、増田成美、小河穂波、木村-吉田千春、松尾勲、渡邊利雄
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会/第40回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 細胞膜近傍でのクラスリン集合を担うCALMの欠損は何故MVB/後期エンドソームを介する分解経路の異常を引き起こす原因を探る (2017)
  • 著者名/発表者名: 増田成美、住吉麻実、小河穂波、鈴木麻衣、渡邊利雄
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会/第40回日本分子生物学会年会
• [学会発表] オートファジーによるtype 2A protein phosphataseの制御機構の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 原 信行、渋谷 周作、坂井 祐介、島 礼、渡邊 利雄、大島 浩子、大島 正伸、齋藤 達哉、審良 静男、永野 浩昭、臼井 達哉、大浜 剛、佐藤 晃一
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会/第40回日本分子生物学会年会
• [学会発表] T細胞における低分子量Gタンパク質Arfファミリーの機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 住吉 麻実、江口 稚佳子、小河 穂波、小谷 唯、伊藤 量基、神田 晃、金保 安則、 渡邊 利雄、松田 達志
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会/第40回日本分子生物学会年会
• [学会発表] BRCA1の新規結合分子Ola1のノックアウトマウスの表現型の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉田 貴大、吉野 優樹、小河 穂波、佐々木 伯大、渡邊 利雄、千葉 奈津子
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会/第40回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 小胞輸送を制御するArf GTPase 活性化因子Smap1とSmap2の二重欠損によるマウス胚の表現型の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大塚瑞希、住吉麻実、増田成美、小河穂波、木村-吉田千春、松尾勲、渡邊利雄
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-12-01
• [学会発表] 神経幹細胞特異的にArf1を欠損させたマウスに見られた、誕生後の異常の解析。 (2016)
  • 著者名/発表者名: 薗部なな子、早川夏姫、増田成美、小河穂波、早川夏姫、住吉麻実、生田優希、丹賀直美、鈴木麻衣、二口充、新谷隆史、渡邊利雄
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] 遺伝子改変マウスを用いたArf1の胚発生での機能と神経系での機能の解析の試み。 (2016)
  • 著者名/発表者名: 渡邊利雄、薗部なな子、生田優希、小河穂波、宮本可南子、丹賀直美、鈴木麻衣、西川紗織、新谷隆史、島礼
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会 シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-09-26
  • 招待講演
• [図書] ADP-ribosylation factor 1. Encyclopedia of Signaling Molecules, 2nd Edition (2018)
  • 著者名/発表者名: Toshio Watanabe and Mami Sumiyoshi.
  • 総ページ数: 6060
  • 出版者: Springer International Publishing AG 2012
  • ISBN: 9781493967995
• [図書] Encyclopedia of Signaling Molecules, 2nd Edition (2018)
  • 著者名/発表者名: Toshio Watanabe and Mami Sumiyoshi
  • 総ページ数: 6060
  • 出版者: Springer International Publishing AG
  • ISBN: 9783319671987