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アグリソームによる神経病原性蛋白質の不活化機構

研究課題

研究課題/領域番号 19H03432
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分49010:病態医化学関連
研究機関新潟大学

研究代表者

藤井 雅寛  新潟大学, 医歯学系, 教授 (30183099)

研究分担者 長谷川 成人  公益財団法人東京都医学総合研究所, 認知症・高次脳機能研究分野, 分野長 (10251232)
柿田 明美  新潟大学, 脳研究所, 教授 (80281012)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
キーワードALS / TDP-43 / USP10 / ストレス顆粒 / アグリソーム / 活性酸素 / アルツハイマー病 / 細胞死 / シヌクレイン / パーキンソン病 / 凝集体 / ドーパミン / NRF2 / p62 / αシヌクレイン / ユビキチン / G3BP1 / G3BP2
研究開始時の研究の概要

αシヌクレインはパーキンソン病(PD)の原因蛋白質である。αシヌクレインは、PD患者の神経細胞にレビー小体という蛋白質凝集体を形成し、この凝集体形成がPDの発症に関与している。研究代表者は、USP10が、αシヌクレインの凝集体形成を制御することを見いだした。培養細胞において、USP10はαシヌクレインを含む大きな凝集体(アグリソーム)の形成を誘導した。USP10はPD患者のレビー小体に局在し、USP10がレビー小体の形成に関与することが示唆された。本研究では、αシヌクレインの細胞毒性、病原性および凝集体形成におけるUSP10の役割を明らかにする。

研究成果の概要

パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症、アルツハイマー病は神経変性疾患である。これらの疾患では、それぞれの病因タンパク質であるα-シヌクレイン、タウ、TDP-43が神経細胞内で凝集体を形成し、この凝集体が神経毒性を発揮して神経変性疾患を引き起こすとされている。これらの凝集体の形成には、ストレス顆粒やアグリソームが関与していることが示唆されている。ストレス顆粒やアグリソームは、様々なストレスによって誘導される細胞質内凝集体である。本研究では、USP10と G3BP1がストレス顆粒とアグリソームの形成を誘導し、α-シヌクレイン、タウ、TDP-43 の凝集体の形成を制御していることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症、アルツハイマー病は、頻度の高い神経変性疾患である。これらの疾患では、病原性タンパク質の凝集体が神経に対して毒性を発揮し、疾患を引き起こす。本研究では、USP10とG3BP1タンパク質が、これら3つの疾患における病原性タンパク質の凝集に重要な役割を果たすことを明らかにした。この発見により、今後、神経変性疾患の病態解明と治療薬の開発が促進されることが期待される。タンパク質凝集体は、がんや感染症など、神経変性疾患以外の疾患においても重要な役割を担っている。したがって、本研究で得られた成果は、神経変性疾患以外の分野にも貢献することができる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 5件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] USP10 Inhibits Aberrant Cytoplasmic Aggregation of TDP-43 by Promoting Stress Granule Clearance2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Masahiko、Kitaura Hiroki、Kakita Akiyoshi、Kakihana Taichi、Katsuragi Yoshinori、Onodera Osamu、Iwakura Yuriko、Nawa Hiroyuki、Komatsu Masaaki、Fujii Masahiro
    • 雑誌名

      Molecular and Cellular Biology

      巻: 42 号: 3

    • DOI

      10.1128/mcb.00393-21

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] USP10 inhibits the dopamine-induced reactive oxygen species-dependent apoptosis of neuronal cells by stimulating the antioxidant Nrf2 activity2022

    • 著者名/発表者名
      Sango Junya、Kakihana Taichi、Takahashi Masahiko、Katsuragi Yoshinori、Anisimov Sergei、Komatsu Masaaki、Fujii Masahiro
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 298 号: 1 ページ: 101448-101448

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2021.101448

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The optineurin/TIA1 pathway inhibits aberrant stress granule formation and reduces ubiquitinated TDP-432021

    • 著者名/発表者名
      Kakihana Taichi、Takahashi Masahiko、Katsuragi Yoshinori、Yamashita Shun-Ichi、Sango Junya、Kanki Tomotake、Onodera Osamu、Fujii Masahiro
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 号: 7 ページ: 102733-102733

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102733

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Novel FMRP interaction networks linked to cellular stress2020

    • 著者名/発表者名
      Taha MS, Haghighi F, Stefanski A, Nakhaei-Rad S, Kazemein Jasemi NS, Al Kabbani MA, Gorg B, Fujii M, Lang PA, Haussinger D, Piekorz RP, Stuhler K, Ahmadian MR.
    • 雑誌名

      FEBS J

      巻: 288(3) 号: 3 ページ: 837-860

    • DOI

      10.1111/febs.15443

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Antitumor effect of sugar-modified cytosine nucleosides on growth of adult T-cell leukemia cells in mice2020

    • 著者名/発表者名
      Maeda N, Matsuda A, Otsuguro S, Takahashi M, Fujii M, Maenaka K.
    • 雑誌名

      Vaccines

      巻: 8 号: 4 ページ: 658-658

    • DOI

      10.3390/vaccines8040658

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] USP10 is a critical factor for Tau-positive stress granule formation in neuronal cells2019

    • 著者名/発表者名
      Piatnitskaia S, Takahashi M, Kitaura H, Katsuragi Y, Kakihana T, Zhang L, Kakita A, Iwakura Y, Nawa H, Miura T, Ikeuchi T, Hara T, Fujii M
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 10591-10591

    • DOI

      10.1038/s41598-019-47033-7

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] G3BP1 inhibits ubiquitinated protein aggregations induced by p62 and USP102019

    • 著者名/発表者名
      Anisimov S, Takahashi M, Kakihana T, Katsuragi Y, Kitaura H, Zhang L, Kakita A, Fujii M.
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 9(1) 号: 1 ページ: 12896-12896

    • DOI

      10.1038/s41598-019-46237-1

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Degradation of p47 by autophagy contributes to CADM1 overexpression in ATLL cells through the activation of NF-κB.2019

    • 著者名/発表者名
      Sarkar B, Nishikata I, Nakahata S, Ichikawa T, Shiraga T, Saha HR, Fujii M, Tanaka Y, Shimoda K, Morishita K.
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 9 号: 1 ページ: 3491-3491

    • DOI

      10.1038/s41598-019-39424-7

    • NAID

      120006825908

    • 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] The regulation of NDRG2 expression during ATLL development after HTLV-1 infection.2019

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa T, Nakahata S, Fujii M, Iha H, Shimoda K, Morishita K.
    • 雑誌名

      Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis

      巻: 1865 号: 10 ページ: 2633-2646

    • DOI

      10.1016/j.bbadis.2019.07.001

    • 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
  • [学会発表] Pathogenic mechanisms in viral and non-viral neurodegenerative diseases2022

    • 著者名/発表者名
      藤井雅寛
    • 学会等名
      第12回 新潟大学脳研究所共同研究拠点国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] USP10はドーパミンが誘導する活性酸素依存性の神経細胞死をNrf2の活性化によって抑制する,2021

    • 著者名/発表者名
      山後淳也, 垣花太一, 葛城美徳, 高橋雅彦, アニシモフセルゲイ, 小松雅明, 藤井雅寛,
    • 学会等名
      第43回神経組織培養研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] USP10はドーパミンが誘導する活性酸素依存性の神経細胞死をNrf2の活性化によって抑制する。2021

    • 著者名/発表者名
      山後淳也, 垣花太一, 葛城美徳, 高橋雅彦, アニシモフセルゲイ, 藤井雅寛,
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ウイルス研究は面白い; ウイルス性神経疾患に基づいたパーキンソン病の発症機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      藤井雅寛
    • 学会等名
      第34回日本バイオフィルム学会学術集会 第57回日本細菌学会中部支部総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ウイルス性および非ウイルス性神経変性疾患の発症機構2020

    • 著者名/発表者名
      藤井雅寛
    • 学会等名
      第42回神経組織培養研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Aberrant cytoplasmic aggregation of TDP-43 is prevented by interaction with G3BP1 and USP102020

    • 著者名/発表者名
      藤井雅寛
    • 学会等名
      日本神経学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] USP10 inhibits dopamine-induced ROS-dependent apoptosis of neuronal cells through Nrf2/Keap1/p62 pathway2020

    • 著者名/発表者名
      Junya Sango1, Taichi Kakihana1, Yoshinori Katsuragi, Masahiko Takahashi, Sergei Anisimov, Masahiro Fujii
    • 学会等名
      第43回 日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] G3BP1およびUSP10はTDP-43との相互作用により異常な細胞質のTDP-43凝集を防ぐ2020

    • 著者名/発表者名
      高橋 雅彦、北浦 弘樹、柿田 明美、垣花 太一、葛城 美徳、小山 哲秀、小野寺 理、岩倉 百合子、那波 宏之、小松 雅明、藤井 雅寛
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] USP10 promotes aggresome formation to induce α-synuclein aggregation and Lewy body but not GCI2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Takahashi, Hiroki Kitaura, Akiyoshi Kakita, Taichi Kakihana, Yoshinori Katsuragi, Yuriko Iwakura, Hiroyuki Nawa, Masaya Higuchi, Masaaki Komatsu, Masahiro Fujii
    • 学会等名
      第60回日本神経学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] USP10 is a critical factor in α-synuclein aggregation, aggresome and Lewy body formations but not GCI2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Takahashi, Hiroki Kitaura, Akiyoshi Kakita, Taichi Kakihana, Yoshinori Katsuragi, Yuriko Iwakura, Hiroyuki Nawa, Masaya Higuchi, Masaaki Komatsu, Masahiro Fujii
    • 学会等名
      World Congress of Neurology 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] USP10 promotes Tau aggregation through stress granule formation in neuronal cells2019

    • 著者名/発表者名
      Svetlana Piatnitskaia, Masahiko Takahashi, Hiroki Kitaura, Yoshinori Katsuragi, Taichi Kakihana, Akiyoshi Kakita, Yuriko Iwakura, Hiroyuki Nawa, Takeshi Miura, Takeshi Ikeuchi, Toshifumi Hara, Masahiro Fujii
    • 学会等名
      第42回日本神経科学学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] G3BP1 inhibits ubiquitinated protein aggregations induced by p62 and USP102019

    • 著者名/発表者名
      Anisimov, Masahiko Takahashi, Yoshinori Katsuragi, Taichi Kakihana, Hiroki Kitaura, Akiyoshi Kakita, Masahiro Fujii
    • 学会等名
      第42回日本神経科学学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] USP10 is a critical factor for aggresome formation to induce α-synuclein aggregation and Lewy body but not GCI2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Takahashi, Hiroki Kitaura, Akiyoshi Kakita, Taichi Kakihana, Yoshinori Katsuragi, Yuriko Iwakura, Hiroyuki Nawa, Masaya Higuchi, Masaaki Komatsu, Masahiro Fujii
    • 学会等名
      第42回日本神経科学学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] パーキンソン病の病原性蛋白質のユビキチン化と凝集体形成を抑制している蛋白質を同定

    • URL

      https://www.niigata-u.ac.jp/wp-content/uploads/2019/09/topi20190910.pdf

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] アルツハイマー病の原因蛋白質タウの凝集体形成を開始させる分子を同定

    • URL

      https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31332267/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] パーキンソン病において神経病原性蛋白質を 不活化する蛋白質を同定

    • URL

      https://www.niigata-u.ac.jp/wp-content/uploads/2018/11/301107_re.pdf

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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