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細胞骨格との連携に着目したミトコンドリア品質異常機構の解明と慢性疾患治療への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K07085
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47030:薬系衛生および生物化学関連
研究機関生理学研究所 (2020-2021)
九州大学 (2019)

研究代表者

西村 明幸  生理学研究所, 生体機能調節研究領域, 特任准教授 (00457152)

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)
キーワードミトコンドリア品質 / 慢性疾患 / 心疾患
研究開始時の研究の概要

我々は心筋梗塞初期に起こる心筋ミトコンドリアの異常分裂に着目し、ミトコンドリア-細胞骨格連関(Drp1-Filamin複合体)を基軸とするミトコンドリア動態異常が心不全をはじめとする慢性疾患の根底にあることを見出した。そこで、レドックス恒常性に関わる新しい生理活性物質「活性イオウ」によるDrp1-Filamin複合体制御を中心にミトコンドリア動態異常と慢性疾患に関する共通の分子基盤を明らかにしていく。

研究成果の概要

生体のエネルギー産生を担うミトコンドリアは、常に分裂と融合を繰り返すことで自身の品質(機能)を維持している。近年、様々な慢性疾患でミトコンドリアダイナミクスの破綻(特に、異常分裂)が報告されている。我々はこれまでにDrp1-filamin A複合体を介したミトコンドリア‐細胞骨格間相互作用がミトコンドリア異常分裂を誘導することを見出している。そこで今回、Drp1-filamin A複合体形成が様々な慢性疾患で共通する分子メカニズムとして機能しているかについて検討を行い、タバコ副流煙による心筋障害、筋萎縮性側索硬化症や1型糖尿病モデルマウスなどの疾患発症に関与していることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ミトコンドリアダイナミクスの破綻は様々な慢性疾患で共通して確認されることから次世代創薬標的として注目されている。今回我々は、Drp1-filamin A複合体形成を介したミトコンドリア異常分裂を抑制する既承認薬シルニジピンが筋萎縮性側索硬化症や1型糖尿病マウスの症状を改善することを見出した。また、より薬効を高めたシルニジピン誘導体の開発にも着手しており、今後これら誘導体の薬効をマウス疾患モデルで検証していくことでミトコンドリア創薬研究をさらに進めていきたい。

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

    (24件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 6件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (9件)

  • [国際共同研究] University Malaysia Sabah(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University Malaysia Sabah(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University Malaysia Sabah(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Redox-dependent internalization of the purinergic P2Y6 receptor limits colitis progression2022

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Kazuhiro、Nishimura Akiyuki、Shimoda Kakeru、Tanaka Tomohiro、Kato Yuri、Shibata Takahiro、Tanaka Hiroshi、Kurose Hitoshi、Azuma Yasu-Taka、Ihara Hideshi、Kumagai Yoshito、Akaike Takaaki、Eaton Philip、Uchida Koji、Nishida Motohiro
    • 雑誌名

      Science Signaling

      巻: 15 号: 716 ページ: 716-716

    • DOI

      10.1126/scisignal.abj0644

    • 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] Cardiac robustness regulated by reactive sulfur species2022

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Akiyuki、Tanaka Tomohiro、Kato Yuri、Nishiyama Kazuhiro、Nishida Motohiro
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      巻: 70 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.3164/jcbn.21-84

    • NAID

      130008139104

    • ISSN
      0912-0009, 1880-5086
    • 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] Deletion of TRPC3 or TRPC6 Fails to Attenuate the Formation of Inflammation and Fibrosis in Non-alcoholic Steatohepatitis2021

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Kazuhiro、Toyama Chiemi、Kato Yuri、Tanaka Tomohiro、Nishimura Akiyuki、Nagata Ryu、Mori Yasuo、Nishida Motohiro
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 44 号: 3 ページ: 431-436

    • DOI

      10.1248/bpb.b20-00903

    • NAID

      130007993444

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 年月日
      2021-03-01
    • 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] Modulation of P2Y6R expression exacerbates pressure overload-induced cardiac remodeling in mice2020

    • 著者名/発表者名
      Shimoda Kakeru、Nishimura Akiyuki、Sunggip Caroline、Ito Tomoya、Nishiyama Kazuhiro、Kato Yuri、Tanaka Tomohiro、Tozaki-Saitoh Hidetoshi、Tsuda Makoto、Nishida Motohiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 13926-13926

    • DOI

      10.1038/s41598-020-70956-5

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] TRPC3-based protein signaling complex as a therapeutic target of myocardial atrophy2020

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama K, Tanaka T, Nishimura A, Nishida M
    • 雑誌名

      Current molecular pharmacology

      巻: - 号: 2 ページ: 123-131

    • DOI

      10.2174/1874467213666200407090121

    • 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] Canonical Transient Receptor Potential Channels and Vascular Smooth Muscle Cell Plasticity2020

    • 著者名/発表者名
      Nishida Motohiro、Tanaka Tomohiro、Mangmool Supachoke、Nishiyama Kazuhiro、Nishimura Akiyuki
    • 雑誌名

      Journal of Lipid and Atherosclerosis

      巻: 9 号: 1 ページ: 124-124

    • DOI

      10.12997/jla.2020.9.1.124

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Mitochondrial dynamics in exercise physiology2020

    • 著者名/発表者名
      Tanaka T, Nishimura A, Nishiyama K, Goto T, Numaga-Tomita T, Nishida M
    • 雑誌名

      Pflugers Arch.

      巻: 472 ページ: 137-153

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TRPC3-Nox2 axis mediates nutritional deficiency-induced cardiomyocyte atrophy2019

    • 著者名/発表者名
      Sudi Suhaini Binti、Tanaka Tomohiro、Oda Sayaka、Nishiyama Kazuhiro、Nishimura Akiyuki、Sunggip Caroline、Mangmool Supachoke、Numaga-Tomita Takuro、Nishida Motohiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 9785-9785

    • DOI

      10.1038/s41598-019-46252-2

    • 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] Ibudilast attenuates doxorubicin‐induced cytotoxicity by suppressing formation of TRPC3 channel and NADPH oxidase 2 protein complexes2019

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Kazuhiro、Numaga‐Tomita Takuro、Fujimoto Yasuyuki、Tanaka Tomohiro、Toyama Chiemi、Nishimura Akiyuki、Yamashita Tomohiro、Matsunaga Naoya、Koyanagi Satoru、Azuma Yasu‐Taka、Ibuki Yuko、Uchida Koji、Ohdo Shigehiro、Nishida Motohiro
    • 雑誌名

      British Journal of Pharmacology

      巻: 176 号: 18 ページ: 3723-3738

    • DOI

      10.1111/bph.14777

    • 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] Depolysulfidation of Drp1 induced by low-dose methylmercury exposure increases cardiac vulnerability to hemodynamic overload2019

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Akiyuki、Shimoda Kakeru、Tanaka Tomohiro、Toyama Takashi、Nishiyama Kazuhiro、Shinkai Yasuhiro、Numaga-Tomita Takuro、Yamazaki Daiju、Kanda Yasunari、Akaike Takaaki、Kumagai Yoshito、Nishida Motohiro
    • 雑誌名

      Science Signaling

      巻: 12 号: 587

    • DOI

      10.1126/scisignal.aaw1920

    • 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] TRPC6 regulates phenotypic switching of vascular smooth muscle cells through plasma membrane potential‐dependent coupling with PTEN2019

    • 著者名/発表者名
      Numaga‐Tomita Takuro、Shimauchi Tsukasa、Oda Sayaka、Tanaka Tomohiro、Nishiyama Kazuhiro、Nishimura Akiyuki、Birnbaumer Lutz、Mori Yasuo、Nishida Motohiro
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 33 号: 9 ページ: 9785-9796

    • DOI

      10.1096/fj.201802811r

    • 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] TRPC channels in exercise-mimetic therapy2019

    • 著者名/発表者名
      Numaga-Tomita T, Oda S, Nishiyama K, Tanaka T, Nishimura A, Nishida M
    • 雑誌名

      Pflugers Arch.

      巻: 471 ページ: 507-517

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 超硫黄分子による心筋の虚血耐性機構2022

    • 著者名/発表者名
      西村明幸、下田翔、田中智弘、西山和宏、加藤百合、井田智章、 赤池孝章、西田基宏
    • 学会等名
      第21回分子予防環境医学研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] タバコ副流煙による心筋早期老化の誘導機構2021

    • 著者名/発表者名
      西村明幸、後藤拓実、西山和宏、加藤百合、田中智弘、伊吹裕子、西田基宏
    • 学会等名
      第145回日本薬理学会関東部会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 超硫黄分子による心臓頑健性制御2021

    • 著者名/発表者名
      西村明幸、下田翔、田中智弘、西山和宏、加藤百合、西田基宏
    • 学会等名
      生理研研究会-比較統合生理学的観点からの循環生理の解析-
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 新規硬さセンサーGPCRsの同定と筋組織における役割の解明2021

    • 著者名/発表者名
      西村明幸、下田翔、田中智弘、西山和宏、加藤百合、西田基宏
    • 学会等名
      第94回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ミトコンドリア品質による心筋リモデリング機構2021

    • 著者名/発表者名
      西村明幸
    • 学会等名
      CVMW2020 心血管代謝週間
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Pathology-dependent Aberrant Interaction between Mitochondria and Actin Cytoskeleton Causes Cardiac Fragility2021

    • 著者名/発表者名
      Akiyuki Nishimura, Kakeru Shimoda, Tomohiro Tanaka, Kazuhiro Nishiyama, Motohiro Nishida
    • 学会等名
      第85回日本循環器学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Mitochondrial quality control in cardiac homeostasis and disease2021

    • 著者名/発表者名
      Akiyuki Nishimura, Kakeru Shimoda, Tomohiro Tanaka, Kazuhiro Nishiyama, Motohiro Nishida
    • 学会等名
      第98回 日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ミトコンドリア分裂促進因子Drp1の脱イオウ化を介した心筋脆弱性機構2019

    • 著者名/発表者名
      西村明幸、田中智弘、下田翔、西山和宏、西田基宏
    • 学会等名
      第29回日本循環薬理学会・第55回高血圧関連疾患モデル学会合同学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] pathology-dependent aberrant interaction between mitochondria and actin cytoskeleton causes cardiac fragility.2019

    • 著者名/発表者名
      Akiyuki Nishimura, Kakeru Shimoda, Tomohiro Tanaka, Kazuhiro Nishiyama, Motohiro Nishida
    • 学会等名
      第50回生理研国際シンポジウム
    • 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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