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てんかん関連リガンド受容体による脳の興奮抑制バランス制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K06893
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46010:神経科学一般関連
研究機関生理学研究所

研究代表者

横井 紀彦  生理学研究所, 分子細胞生理研究領域, 助教 (50710969)

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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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)
キーワードてんかん / LGI1 / ADAM22 / リン酸化 / 蛋白質複合体 / 神経回路 / 蛋白質分解 / シナプス / シナプス伝達 / 蛋白質合成
研究開始時の研究の概要

シナプス伝達のバランスの破綻はてんかん、統合失調症等の脳神経疾患を誘引すると考えられており、脳の興奮性を決定する分子機構の解明は基礎・応用研究の両面で重要な課題といえる。これまでに我々は神経分泌蛋白質LGI1とその受容体ADAM22が脳の興奮性を制御することを報告してきた。本研究では、LGI1/ADAM22複合体を鍵分子として、「脳の興奮性を制御する分子機構の解明」を目指す。

研究成果の概要

我々はこれまでに、分泌蛋白質LGI1と膜蛋白質ADAM22の複合体の減少が、てんかんの原因になることを報告してきた。本研究では、マウス脳内でのADAM22のリン酸化によって、LGI1-ADAM22複合体が安定化されることを明らかにした。さらに、様々なマウス系統群の解析により、てんかん発症を抑制するADAM22とLGI1の量を見出した。以上のことから、脳内のLGI1-ADAM22複合体の増加が抗てんかん作用に繋がると考えられ、ADAM22のリン酸化制御がそのための有用な戦略になると期待される(Yokoi et al. Cell. Rep. 2021)。

研究成果の学術的意義や社会的意義

てんかんはおよそ1%の人が罹患する脳神経疾患で、その主な原因は脳の異常興奮にあると考えられている。いまだ30%近くのてんかんは難治性てんかんと言われており、従来とは異なる作用機序を有する抗てんかん薬の開発が求められている。てんかん関連遺伝子産物の大部分がチャネル蛋白質である一方、LGI1とADAM22はリガンドと受容体であり、この複合体の解析が新たなてんかん治療戦略に繋がると期待されている。本研究ではADAM22のリン酸化がLGI1-ADAM22複合体を安定化させて、抗てんかん作用を発揮することを見いだした。このリン酸化を標的とした新たなてんかん治療戦略の開発が期待されることになった。

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

    (23件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Edinburgh(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 14-3-3 proteins stabilize LGI1-ADAM22 levels to regulate seizure thresholds in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Norihiko Yokoi, Yuko Fukata, Kei Okatsu, Atsushi Yamagata, Yan Liu , Makoto Sanbo, Yuri Miyazaki, Teppei Goto, Manabu Abe , Hidetoshi Kassai, Kenji Sakimura, Dies Meijer, Masumi Hirabayashi, Shuya Fukai, Masaki Fukata
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 37 号: 11 ページ: 110107-110107

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.110107

    • NAID

      120007177780

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Trans-synaptic LGI1-ADAM22?MAGUK in AMPA and NMDA receptor regulation2021

    • 著者名/発表者名
      Fukata Yuko、Hirano Yoko、Miyazaki Yuri、Yokoi Norihiko、Fukata Masaki
    • 雑誌名

      Neuropharmacology

      巻: 194 ページ: 108628-108628

    • DOI

      10.1016/j.neuropharm.2021.108628

    • 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] APEGS法によるタンパク質パルミトイル化修飾化の定量2021

    • 著者名/発表者名
      深田正紀、横井紀彦、深田優子
    • 雑誌名

      電気泳動

      巻: 6 ページ: 41-45

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] APEGS法によるタンパク質パルミトイル化修飾の定量2021

    • 著者名/発表者名
      深田正紀、横井紀彦、深田優子
    • 雑誌名

      電気泳動

      巻: 65

    • NAID

      130008072916

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Systematic Screening of Depalmitoylating Enzymes and Evaluation of Their Activities by the Acyl-PEGyl Exchange Gel-Shift (APEGS) Assay2019

    • 著者名/発表者名
      Kanadome T, Yokoi N, Fukata Y, Fukata M.
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol

      巻: 印刷中 ページ: 83-98

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-9532-5_7

    • ISBN
      9781493995318, 9781493995325
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Limbic Encephalitis in a Cat with Hippocampal Necrosis, putatively associated with DCC (deleted in colorectal cancer; Netrin-1 Receptor) Antibodies2019

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa D, Ohnishi Y, Koyama E, Matsunaga S, Ohtani S, Nakanishi A, Shiga T, Chambers JK, Uchida K, Yokoi N, Fukata Y, Fukata M.
    • 雑誌名

      J Vet Intern Med

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 1440-1445

    • DOI

      10.1111/jvim.15492

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] LGI1-ADAM22抗てんかん蛋白質複合体の量的制御機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      横井紀彦, 深田正紀, 深田優子
    • 学会等名
      生理研研究会「機能的神経回路の構築と動作を支える分子細胞基盤」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] LGI1-ADAM22 levels to regulate seizure threshold in mice2022

    • 著者名/発表者名
      Yokoi N, Fukata Y, Sanbo M, Goto T, Hirabayashi M, Fukata M.
    • 学会等名
      The 3th Nagoya CIBoG Retreat
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Regulatory mechanisms of the LGI1-ADAM22 level to prevent epilepsy in mice2022

    • 著者名/発表者名
      Yokoi N, Fukata Y, Sanbo M, Goto T, Hirabayashi M, Fukata M.
    • 学会等名
      The 11th NIPS-PRI-BRINU Joint Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 抗てんかん作用を発揮するLGI1-ADAM22複合体の量とその制御機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      横井紀彦, 深田優子, 三宝誠, 後藤哲平, 平林真澄, 深田正紀
    • 学会等名
      第11回名古屋大学医学系研究科・生理学研究所合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 脳内蛋白質複合体の研究を通して、生物無機化学の未来について考えること2021

    • 著者名/発表者名
      横井紀彦
    • 学会等名
      分子研研究会「錯体化学から始まる学術展開の可能性」
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ADAM22 biosynthetic analysis reveals the seizure threshold in a mouse model2021

    • 著者名/発表者名
      Norihiko Yokoi, Yuko Fukata, Makoto Sanbo, Teppei Goto, Masumi Hirabayashi, Masaki Fukata
    • 学会等名
      第2回CIBoGリトリート(第13回NAGOYAグローバルリトリート)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Effective expression level of the anti-epileptic complex, LGI1-ADAM22, is maintained by ADAM22 phosphorylation2021

    • 著者名/発表者名
      Norihiko Yokoi, Yuko Fukata, Makoto Sanbo, Teppei Goto, Masumi Hirabayashi, Masaki Fukata
    • 学会等名
      第10回 生理研-霊長研-新潟脳研合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] シナプス蛋白質複合体LGI1-ADAM22のリン酸化による抗てんかん機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      横井紀彦
    • 学会等名
      自然科学研究機構「ネットワーク型研究加速事業(国際ネットワーク)」生理研プロジェクト年度末成果報告会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Acyl-PEGyl exchange gel-shift (APEGS) assay for palmitoylation quantification2020

    • 著者名/発表者名
      Fukata Masaki、Yokoi Norihiko、Fukata Yuko
    • 学会等名
      第71回 日本電気泳動学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Synaptic function regulated by palmitate cycling on PSD-95 and trans-synaptic LGI1 and ADAM222020

    • 著者名/発表者名
      Fukata Masaki、Yuri Miyazaki、Yokoi Norihiko、Fukata Yuko
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] ADAM22 phosphorylation stabilizes the antiepileptic LGI1-ADAM22 complex in the brain2020

    • 著者名/発表者名
      横井紀彦, 深田優子, 三宝誠, 後藤哲平, 平林真澄, 深田正紀
    • 学会等名
      第1回 CIBoG リトリート(第12回 NAGOYAグローバルリトリート)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Phosphorylation of ADAM22 regulates the amount of the anti-epileptic LGI1-ADAM22 complex in the brain2019

    • 著者名/発表者名
      Yokoi N, Fukata Y, Sanbo M, Goto T, Hirabayashi M, Fukata M
    • 学会等名
      The 40th annual meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Phosphorylation of ADAM22 stabilizes the anti-epileptic LGI1-ADAM22 complex in the brain2019

    • 著者名/発表者名
      横井紀彦, 深田優子, 三宝誠, 後藤哲平, 平林真澄, 深田正紀
    • 学会等名
      第9回 名古屋大学医学系研究科・生理学研究所合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] S-アシル化修飾ゾーンと神経シナプス機能:S-アシル化修飾の化学量論的解析2019

    • 著者名/発表者名
      横井紀彦, 関谷敦志, 平田哲也,深田優子, 深田正紀
    • 学会等名
      第2回オルガネラゾーン 若手の会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] 膜タンパク質工学ハンドブック zDHHC パルミトイル化酵素と ABHD17 脱パルミトイル化酵素2020

    • 著者名/発表者名
      深田正紀、横井紀彦、平田哲也、深田優子
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860435370
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://www.nips.ac.jp/fukata/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 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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