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リソソーム分泌の共通原理とオルガネラ輸送に普遍的なメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K06646
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
研究機関岩手医科大学

研究代表者

後藤 奈緒美 (松元奈緒美)  岩手医科大学, 薬学部, 研究員 (80403971)

研究分担者 中西 真弓  岩手医科大学, 薬学部, 教授 (20270506)
關谷 瑞樹  岩手医科大学, 薬学部, 助教 (70509033)
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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード分泌リソソーム / V-ATPase / Rab / GEF / オルガネラ輸送 / 破骨細胞 / Rab7 / Mon1 / Ccz1 / リソソーム / 分泌 / オルガネラ / 輸送
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は、破骨細胞による骨吸収や免疫細胞による不要物の除去、がん細胞の転移などに関わる「分泌リソソーム」が細胞内を輸送されるメカニズムを明らかにすることである。分泌リソソームの輸送に必須なV-ATPaseと相互作用する因子の詳細を解析することで、輸送に必要な因子の同定や輸送の制御機構を解明する。また、がん細胞や免疫細胞のリソソーム分泌を解析することで、リソソーム輸送の共通原理を明らかにする。V-ATPaseはリソソーム以外のオルガネラにも局在していることに着目し、リソソームを含めたオルガネラの輸送機構の全容解明に発展させることを目指す。

研究成果の概要

破骨細胞による骨吸収には「分泌リソソーム」が必要である。リソソームが形質膜に向かって輸送されるメカニズムについて、私たちはプロトンポンプであるV-ATPaseがオルガネラ輸送因子であるRab7をリソソームにリクルートすることを示していた。本課題では、a3がRab7の活性化因子であるMon1-Ccz1を介してRab7と結合することを明らかにした。また、a2アイソフォームがRab27と結合し、インスリン分泌に関与することも示唆した。さらに、大理石病患者由来のa3変異体、a1およびa2との比較から、a3が安定に発現してリソソームに局在し、Rab7と十分量結合することが重要であることもわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

分泌リソソームの細胞内輸送の中で、その開始ステップであるRab7のリクルートの詳細を明らかにできた。また、インスリン顆粒でも同様のメカニズムが関わっていることが示唆されたことから、V-ATPaseによるオルガネラ輸送が普遍的である可能性を提示できた。これは、V-ATPaseの構造的多様性の生物学的意義とオルガネラ輸送の全容解明につながると考える。また、オルガネラ輸送が関わる骨代謝疾患、免疫疾患やがんの治療法開発にも貢献できる成果である。

報告書

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

    (21件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Glycoprotein nonmetastatic melanoma protein B regulates lysosomal integrity and lifespan of senescent cells2022

    • 著者名/発表者名
      Suda Masayoshi、Shimizu Ippei、Katsuumi Goro、Hsiao Chieh Lun、Yoshida Yohko、Matsumoto Naomi、Yoshida Yutaka、Katayama Akihiro、Wada Jun、Seki Masahide、Suzuki Yutaka、Okuda Shujiro、Ozaki Kazuyuki、Nakanishi-Matsui Mayumi、Minamino Tohru
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 6522-6522

    • DOI

      10.1038/s41598-022-10522-3

    • 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] 破骨細胞における分泌リソソーム輸送の分子機構 ~リソソームのプロトンポンプによる小胞輸送因子のリクルート~2022

    • 著者名/発表者名
      松元奈緒美、中西(松井)真弓
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] The lysosomal V-ATPase a3 subunit is involved in localization of Mon1-Ccz1, the GEF for Rab7, to secretory lysosomes in osteoclasts2022

    • 著者名/発表者名
      Naomi Matsumoto, Mizuki Sekiya, Ge-Hong Sun-Wada, Yoh Wada, Mayumi Nakanishi-Matsui
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: -

    • 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] Senolytic vaccination improves normal and pathological age-related phenotypes and increases lifespan in progeroid mice2021

    • 著者名/発表者名
      Suda M、Shimizu I、Katsuumi G、Yoshida Y、Hayashi Y、Ikegami R、Matsumoto N、Yoshida Y、Mikawa R、Katayama A、Wada J、Seki M、Suzuki Y、Iwama A、Nakagami H、Nagasawa A、Morishita R、Sugimoto M、Okuda S、Tsuchida M、Ozaki K、Nakanishi-Matsui M、Minamino T
    • 雑誌名

      Nature Aging

      巻: 1 号: 12 ページ: 1117-1126

    • DOI

      10.1038/s43587-021-00151-2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 分泌リソソームの細胞内輸送における液胞型ATPaseの役割2020

    • 著者名/発表者名
      松元 奈緒美、中西 真弓
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 92 号: 2 ページ: 226-230

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2020.920226

    • NAID

      40022245248

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2020-04-25
    • 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
  • [雑誌論文] Functional complementation of V-ATPase a subunit isoforms in osteoclasts2020

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Naomi、Sekiya Mizuki、Fujimoto Yasuyuki、Haga Satoshi、Sun-Wada Ge-Hong、Wada Yoh、Nakanishi-Matsui Mayumi
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: - 号: 4 ページ: 459-466

    • DOI

      10.1093/jb/mvaa118

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis and Biological Evaluation of New Curcumin Analogs Inhibiting Osteoclastogenesis2020

    • 著者名/発表者名
      Kawano Tomikazu、Sugawara Aoi、Ohashi Toshika、Ogawa Satoshi、Matsumoto Naomi、Nakanishi-Matsui Mayumi、Tamura Satoru
    • 雑誌名

      HETEROCYCLES

      巻: 100 号: 8 ページ: 1233-1233

    • DOI

      10.3987/com-20-14282

    • NAID

      40022339590

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] V-ATPase a3 isoform mutations identified in osteopetrosis patients abolish its expression and disrupt osteoclast function.2020

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto N, Matsukawa R, Takahashi S, Kudo K, Sun-Wada GH, Wada Y, Nakanishi-Matsui M.
    • 雑誌名

      Exp Cell Res.

      巻: 389 号: 2 ページ: 111901-111901

    • DOI

      10.1016/j.yexcr.2020.111901

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Molecular mechanism underlying osteoclast secretory lysosomes mediated by vacuolar-type ATPase2021

    • 著者名/発表者名
      M. Nakanishi-Matsui, N. Matsumoto, M. Sekiya
    • 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] 大理石病患者由来V-ATPase a3アイソフォーム変異が破骨細胞の機能に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      松元奈緒美,松川令奈,髙橋翔平,工藤昂士,和田(孫)戈虹,和田洋,中西(松井)真弓
    • 学会等名
      日本生化学会東北支部第86例会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 成熟期エナメル芽細胞におけるプロトンポンプの新規機能2020

    • 著者名/発表者名
      大津圭史、池崎晶二郎、後藤(松元)奈緒美,中西(松井)真弓,和田洋,孫-和田戈虹,原田英光
    • 学会等名
      62回歯科基礎医学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] エナメル芽細胞におけるプロトンポンプはナノエンジンとして分泌小胞の輸送を担っているか?2020

    • 著者名/発表者名
      原田英光、池崎晶二郎、後藤(松元)奈緒美,中西(松井)真弓,和田洋,孫-和田戈虹,大津圭史
    • 学会等名
      第15回 ナノ・バイオメディカル学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] インスリン分泌小胞の輸送における V-ATPase a2 イソフォームの機能2020

    • 著者名/発表者名
      關谷瑞樹,松元奈緒美,矢野志緒,河野喜久子,中西(松井)真弓
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] フェノール部位を持つクルクミン類縁体の合成、活性評価および構造活性相関2020

    • 著者名/発表者名
      菅原葵、大橋暁香、小川智、後藤奈緒美、中西(松井)真弓、田村理、河野富一
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] V-ATPase a3 isiform is involved in trafficking of osteoclast secretory lysosomes2019

    • 著者名/発表者名
      Mayumi Nakanishi-Matsui, Naomi Matsumoto, Mizuki Sekiya, Ge-Hong Sun-Wada, Yoh Wada, Koujiro Tohyama, Eri Ishiyama-Matsuura, Masamitsu Futai
    • 学会等名
      V-ATPase a3 isiform is involved in trafficking of osteoclast secretory lysosomes
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] V-ATPase a3 アイソフォームが関与する分泌リソソームの細胞内輸送機構2019

    • 著者名/発表者名
      松元奈緒美、關谷瑞樹、遠山稿二郎、石山(松浦)絵里、和田(孫)戈虹、和田洋、二井將光、中西(松井)真弓
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 破骨細胞への分化抑制作用を持つクルクミン類縁体の合成と活性評価2019

    • 著者名/発表者名
      菅原葵、大橋暁香、小川智、後藤奈緒美、中西(松井)真弓、田村理、河野富一
    • 学会等名
      第58回日本薬学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 岩手医科大学薬学部 機能生化学分野

    • URL

      https://www.imu-pharm.jp/division/biochemistry/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 岩手医科大学薬学部 研究成果・実績 機能生化学分野

    • URL

      https://www.imu-pharm.jp/category/cs05/?post_type=result#actop

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      https://www.imu-pharm.jp/category/cs05/?post_type=result#actop

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 岩手医科大学薬学部機能生化学分野 研究成果・実績

    • URL

      https://www.imu-pharm.jp/category/cs05/?post_type=result#actop

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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