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カルボニルストレスにおけるCRMP2のAGE修飾の解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K07616
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52030:精神神経科学関連
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

豊島 学  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 研究員 (90582750)

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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード統合失調症 / CRMP2 / カルボニルストレス / 神経発達 / iPS細胞 / 神経発達障害 / AGE修飾
研究成果の概要

GLO1 KO iPS細胞から作成した神経細胞では、神経突起の伸長低下が見られた。AGE修飾タンパク質を解析した結果、CRMP2がAGE修飾のターゲットとなることが明らかとなった。CRMP2のAGE修飾サイトを解析した結果、複合体形成に関わる部位にAGE修飾が集積していた。更にAGE修飾されたCRMP2は、不可逆的な凝集化を起こし、微小管の束化機能が大きく低下することが明らかとなった。以上のことから、カルボニルストレスの亢進は、AGE化CRMP2の不可逆的な凝集化を介して、微小管の束化不全を誘導し、神経細胞の発達障害を引き起こすことで、統合失調症の発症脆弱性に繋がることが考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

カルボニルストレスを伴う統合失調症において、AGE修飾を受けたCRMP2タンパク質が多量体化して細胞骨格の制御機能を失うことが疾患病態の基盤にある可能性を初めて示した。
これまでカルボニルストレスがどのように統合失調症の病態を引き起こすのか不明であったが、患者由来iPS細胞と原子レベルの構造解析によって新しい分子経路が明らかになった。カルボニルストレスを伴う統合失調症の詳細な分子病態が明らかになったことにより、統合失調症における分子標的治療・創薬、及び発症予防法開発を促進する基盤となる。

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

    (7件)

すべて 2020 2019 2018

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

  • [雑誌論文] Enhanced carbonyl stress induces irreversible multimerization of CRMP2 in schizophrenia pathogenesis2019

    • 著者名/発表者名
      Toyoshima M, Jiang X, Ogawa T, Ohnishi T, Yoshihara S, Balan S, Yoshikawa T, Hirokawa N.
    • 雑誌名

      Life Sci Alliance

      巻: 2 号: 5 ページ: e201900478-e201900478

    • DOI

      10.26508/lsa.201900478

    • 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
  • [学会発表] カルボニルストレスによる神経発達異常のタンパク質分子病態解析2020

    • 著者名/発表者名
      豊島学, 蒋緒光, 小川覚之,大西哲生, Shabeesh Balan, 吉原壯悟, 廣川信隆, 吉川武男
    • 学会等名
      50回日本神経精神薬理学会年会・42回日本生物学的精神医学会年会・第4回日本精神薬学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] カルボニルストレスによる神経発達異常の分子メカニズムの解明2019

    • 著者名/発表者名
      豊島学, 大西 哲生, 新井誠, 糸川昌成, 岡野栄之, 吉川武男
    • 学会等名
      第41回日本生物学的精神医学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] iPS細胞を用いた神経発達障害の分子病態の解明2019

    • 著者名/発表者名
      豊島学, 大西 哲生, 吉川武男
    • 学会等名
      第49回日本神経精神薬理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] カルボニルストレス性統合失調症におけるタンパク質分子病態解析2019

    • 著者名/発表者名
      豊島学, 蒋緒光, 小川覚之, 大西 哲生, 吉原壯悟, Shabeesh Balan, 吉川武男, 廣川信隆
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 神経分化・発達におけるカルボニルストレスの影響2018

    • 著者名/発表者名
      豊島学, 大西哲生, 新井誠, 糸川昌成, 岡野栄之, 吉川武男,
    • 学会等名
      第40回日本生物学的精神医学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Examination of the effects of carbonyl stress elicited by GLO1 gene knockout in human iPS cells2018

    • 著者名/発表者名
      Manabu Toyoshima, Wado Akamatsu, Tetsuo Ohnishi, Makoto Arai, Masanari Itokawa, Hideyuki Okano, Takeo Yoshikawa
    • 学会等名
      CINP 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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