マウス脳の神経回路形成におけるリソゾームカテプシン群の役割について

• 研究課題/領域番号: 17790141
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 解剖学一般(含組織学・発生学)
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 小池 正人 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (80347210)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 2006年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2005年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
• キーワード: リソゾーム / カテプシンD / カテプシンL / カテプシンB / ノックアウトマウス / ダブルノックアウトマウス / プロテオーム / 神経性セロイドリポフスチン蓄積症 / リソソーム / オートファジー

研究概要

カテプシンBとL、カテプシンDとL、およびBとDのダブルノックアウトマウスにおける中枢神経系の組織構築を検討した結果、生後10日過ぎにおいて、カテプシンDとLのダブルノックアウトマウスにおいてのみ海馬の欠損あるいは低形成となる傾向がしばしば認められた。これは、クロライドチャネルCLC-3欠損マウスの海馬で認められた所見と類似していた。これらのダブルノックアウトマウスにおける所見の差異は、カテプシンD、B、Lの基質特異性の差によることが考えられ、現在最も所見が多く認められるカテプシンDとLのダブルノックアウトマウスと対照群のマウスの生後10日過ぎの全脳組織を用いて二次元電気泳動を行なったところ、カテプシンDとLのダブルノックアウトマウスにおいてのみ明らかに増加しているスポットが数カ所確認された。
なお、以前より検討を行ってきたカテプシンD単独欠損マウスに関して、C57BL/6Jマウスを用いて10代以上バッククロスを行ったものが得られたので、生後20日以降の終末期の海馬組織を形態学的に再検討した。その結果、海馬組織の欠損は認められなかったが、海馬のCA1錐体細胞層には細胞死に陥った錐体細胞が多数観察された。カテプシンB、L単独欠損マウスも同様にバッククロスを行なったもので再検討したが、このような変化は全く認めなかった。このことより、海馬組織の維持形成には、カテプシンDが最も重要で、それに加えてカテプシンLが何らかの役割を担っていることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] RANKL-induced expression of tetraspanin CD9 in lipid raft membrane microdomain is essential for cell fusion during osteoclastogenesis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ishii, M., Iwai K., Koike, M., Ohshima S., Kudo-Tanaka E., Ishii T., Mima T., Katada, Y., Miyatake, K., Uchiyama, Y., Saeki, Y.
  • 雑誌名: J Bone Miner Res. 21巻6号 ページ: 965-976
• [雑誌論文] Sleeping Beauty Transposon-based phenotypic analysis in mice : Lack of Arpc3 results in defective trophectoderm outgrowth. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yae, K., Keng VW., Koike, M., Yusa, K., Kouno, M., Uno, Y., Kondoh, G., Gotow, T., Uchiyama, Y., Horie, K., Takeda, J.
  • 雑誌名: Mol. Cell Biol. 26巻16号 ページ: 6185-6196
• [雑誌論文] Effects of RNA interference of Atg4B on the limited proteolysis of LC3 in PC12 cells and expression of Atg4B in various rat tissues. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura, K., Shibata M., Koike M., Gotoh, K., Fukaya, M., Watanabe, M., Uchiyama, Y.
  • 雑誌名: Autophagy 2巻3号 ページ: 200-208
• [雑誌論文] Proteolytic degradation of glutamate decarboxylase mediates disinhibition of hippocampal CA3 pyramidal cells in cathepsin D-deficient mice. (2005)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T., Hayashi, Y., Yamada, J., Zhang, J., Yamasaki, R., Ukai, K., Koike, M., Mine, K., von Figura, K., Peters, C., Saftig, P., Uchiyama, Y., Nakanishi, H.
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 94巻3号 ページ: 680-691
• [雑誌論文] Phosphatidylserine-dependent engulfment by macrophages of nuclei expelled from etythroid precursor cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, H., Kawane, K., Koike, M., Mori, Y., Uchiyama, Y., Nagata, S.
  • 雑誌名: Nature 437巻7059号 ページ: 754-758
• [雑誌論文] Human Herpesvirus 6 Open reading frame Ul4 protein and cellular p53 interact with each other and are contained in the virion. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takemoto, M., Koike, M., Mori, Y., Yonemoto, S., Sasamoto, Y., Kondo, K., Uchiyama, Y., Yamanishi, K.
  • 雑誌名: Journal of Virology 79巻10号 ページ: 13037-13046
• [雑誌論文] Participation of Autophagy in Storage of Lysosomes in Neurons from Mouse Models of Neuronal Ceroid-Lipofuscinoses(Batten Disease). (2005)
  • 著者名/発表者名: Koike, M., Shibata, M., Waguri, S., Yoshimura, K., Tanida, I., Kominami, E., Gotow, T., Peters, C., von Figura, K., Mizushima, N., Saftig, P., Uchiyama, Y.
  • 雑誌名: American Journal of Pathology 167巻6号 ページ: 1713-1728
• [雑誌論文] Loss of autophagy in the central nervous system causes neurodegeneration
  • 著者名/発表者名: Komatsu, M., Waguri, S., Chiba, T., Murata, S., Iwata J., Ueno, T., Koike, M., Uchiyama, Y., Kominami, E., Tanaka, K.
  • 雑誌名: Nature (印刷中)