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可逆的ミトコンドリア・ダイナミクス制御による神経細胞変性メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K06203
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分44010:細胞生物学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

石川 香  筑波大学, 生命環境系, 助教 (40734827)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードミトコンドリア / MFN2 / 神経変性疾患 / 病態モデル / 神経変性 / 誘導発現 / モデルマウス / Tet-off / ミトコンドリアダイナミクス / 行動異常 / 認知機能 / 運動障害 / 神経変性疾患モデル / ミトコンドリア・ダイナミクス / Mfn2
研究成果の概要

ミトコンドリアの融合因子MFN2のドミナント・ネガティブ型変異体を神経細胞特異的に任意のタイミングで発現させることが可能なマウスモデルを用い、変異型MFN2の発現の時期や期間を変えることによる病態の変化を比較検討した。検証の結果、同一遺伝子の同一変異体であるにもかかわらず、その発現時期や期間によって現れた病態には大きな違いがあ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

神経変性疾患は、ヒトの病態進行を忠実に再現できる動物モデルに乏しく、これが病態発症機構の解明や有効な治療薬開発を困難にしている一因である。脳機能が一通り成熟する生後8週齢以降に変異型MFN2を継続的に発現させたマウスの病態は、成熟期以降に誘導される進行性の神経変性と、それに伴う行動異常や顕著な認知機能の低下であり、この病態進行はヒトの神経変性疾患とよく似ていた。このことから、神経変性疾患を模倣するモデルの樹立には、病因因子のOnsetの時期を考慮することが重要であることが伺える。本成果は、神経変性疾患領域における有効な病態モデル構築において重要な知見になると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Neuronal degeneration and cognitive impairment can be prevented via the normalization of mitochondrial dynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Kaori、Yamamoto Satoshi、Hattori Satoko、Nishimura Naoya、Matsumoto Hirokazu、Miyakawa Tsuyoshi、Nakada Kazuto
    • 雑誌名

      Pharmacological Research

      巻: 163 ページ: 105246-105246

    • DOI

      10.1016/j.phrs.2020.105246

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Attempts to understand the mechanisms of mitochondrial diseases: The reverse genetics of mouse models for mitochondrial disease2021

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Kaori、Nakada Kazuto
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects

      巻: 1865 号: 3 ページ: 129835-129835

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2020.129835

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pharmacokinetic and pharmacodynamic modeling of the metastin/kisspeptin analog, TAK‐448, for its anti‐tumor efficacy in a rat xenograft model2020

    • 著者名/発表者名
      Kogame Akifumi、Ishikawa Kaori、DeJongh Joost、Tagawa Yoshihiko、Matsui Hisanori、Moriya Yuu、Kondo Takahiro、Asahi Satoru
    • 雑誌名

      Biopharmaceutics & Drug Disposition

      巻: 41 号: 7 ページ: 283-294

    • DOI

      10.1002/bdd.2245

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acquired expression of mutant Mitofusin 2 causes progressive neurodegeneration and abnormal behavior2019

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa K, Yamamoto S, Hattori S, Nishimura N, Tani H, Mito T, Matsumoto H, Miyakawa T, Nakada K
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 39 号: 9 ページ: 1588-1604

    • DOI

      10.1523/jneurosci.2139-18.2018

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Concentration of mitochondrial DNA mutations by cytoplasmic transfer from platelets to cultured mouse cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa K, Kobayashi K, Yamada A, Umehara M, Oka T, Nakada K.
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 14 号: 3 ページ: 0213283-0213283

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0213283

    • NAID

      120007133505

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Disruption of the mouse Shmt2 gene confers embryonic anaemia via foetal liver-specific metabolomic disorders2019

    • 著者名/発表者名
      Tani Haruna、Mito Takayuki、Velagapudi Vidya、Ishikawa Kaori、Umehara Moe、Nakada Kazuto、Suomalainen Anu、Hayashi Jun-Ichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 16054-16054

    • DOI

      10.1038/s41598-019-52372-6

    • NAID

      120007132907

    • 関連する報告書
      2019 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] Mito-mice∆ and mitochondrial DNA mutator mice as models of human osteoporosis caused not by aging but by hyperparathyroidism2018

    • 著者名/発表者名
      Mito Takayuki、Tani Haruna、Suzuki Michiko、Ishikawa Kaori、Nakada Kazuto、Hayashi Jun-Ichi
    • 雑誌名

      Experimental Animals

      巻: 67 号: 4 ページ: 509-516

    • DOI

      10.1538/expanim.18-0060

    • ISSN
      0007-5124, 1341-1357, 1881-7122
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mice deficient in the Shmt2 gene have mitochondrial respiration defects and are embryonic lethal.2018

    • 著者名/発表者名
      Tani H, Ohnishi S, Shitara H, Mito T, Yamaguchi M, Yonekawa H, Hashizume O, Ishikawa K, Nakada K, Hayashi JI.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 8 号: 1 ページ: 425-425

    • DOI

      10.1038/s41598-017-18828-3

    • NAID

      120007134501

    • 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
  • [学会発表] 突然変異型MFN2の時期特異的発現調節による神経変性の病態比較2020

    • 著者名/発表者名
      石川香、山本智、服部聡子、西村尚也、松本寛和、宮川剛、中田和人
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 突然変異型MFN2の神経特異的な誘導性発現による病態の評価2020

    • 著者名/発表者名
      石川香
    • 学会等名
      2019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
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Human neurodegenerative disease-like phenotypes induced by acquired expression of mutant MFN2 in mice.2019

    • 著者名/発表者名
      1.Kaori Ishikawa, Satoshi Yamamoto, Satoko Hattori, Naoya Nishimura, Haruna Tani, Hirokazu Matsumoto, Tsuyoshi Miyakawa, and Kazuto Nakada
    • 学会等名
      The 16th Conference of Asian Society for Mitochondrial Research and Medicine [ASMRM] and The 19th Conference of Japan Society for Mitochondrial Research and Medicine [J-mit]
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generation and analysis of trans-mitochondrial mice carrying mtDNA with a point mutation in tRNALeu(UUR) gene.2019

    • 著者名/発表者名
      2.Haruna Tani, Kaori Ishikawa, Jun-Ichi Hayashi, Kazuto Nakada
    • 学会等名
      The 16th Conference of Asian Society for Mitochondrial Research and Medicine [ASMRM] and The 19th Conference of Japan Society for Mitochondrial Research and Medicine [J-mit]
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Progressive neurodegeneration and abnormal behavior were caused by acquired expression of mutant Mitofusin 2 in neurons.2019

    • 著者名/発表者名
      34.Kaori Ishikawa, Satoshi Yamamoto, Satoko Hattori, Naoya Nishimura, Takayuki Mito, Hirokazu Matsumoto, Tsuyoshi Miyakawa, Kazuto Nakada
    • 学会等名
      The Cold Spring Harbor Asia conference on Mitochondria and Metabolism in Health and Disease
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マウス培養細胞は組織よりも高い割合のミトコンドリアDNA突然変異を許容できる2018

    • 著者名/発表者名
      石川香、小林晃平、山田亮仁、梅原萌、岡敏彦、中田和人
    • 学会等名
      第18回日本ミトコンドリア学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] The D210V mutation of Mfn2 in neurons induces different pathologies in severity depends on its expression timing2018

    • 著者名/発表者名
      Kaori Ishikawa
    • 学会等名
      Keystone Symposia “Mitochondrial Biology”
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The importance of Mfn2 in neuronal function from juvenile to adult phase2018

    • 著者名/発表者名
      Kaori Ishikawa, Satoshi Yamamoto, Satoko Hattori, Naoya Nishimura, Takayuki Mito, Hirokazu Matsumoto, Tsuyoshi Miyakawa, Kazuto Nakada
    • 学会等名
      International YoungMito “The 1st International Mitochondria Meeting for Young Scientists”
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Progressive neurodegeneration and abnormal behavior were caused by acquired expression of mutant Mitofusin 2 in neurons2018

    • 著者名/発表者名
      Kaori Ishikawa, Satoshi Yamamoto, Satoko Hattori, Naoya Nishimura, Takayuki Mito, Hirokazu Matsumoto, Tsuyoshi Miyakawa, Kazuto Nakada
    • 学会等名
      The 41st Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 筑波大学生命環境系 中田・石川研究室HP

    • URL

      https://www.biol.tsukuba.ac.jp/nakada_ishikawa/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 筑波大学生命環境系 中田・石川研究室

    • URL

      http://www.biol.tsukuba.ac.jp/nakada_ishikawa/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 筑波大学生命環境系 中田・石川研HP

    • URL

      http://www.biol.tsukuba.ac.jp/nakada_ishikawa/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 筑波大学 注目の研究

    • URL

      http://www.tsukuba.ac.jp/attention-research/r201903291000.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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