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初期エンドソームの機能破綻に着目した神経変性疾患発症機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K07832
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51030:病態神経科学関連
研究機関東海大学

研究代表者

大友 麻子  東海大学, 医学部, 講師 (50535226)

研究分担者 秦野 伸二  東海大学, 医学部, 教授 (60281375)
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)
キーワード初期エンドソーム / Rab5 / iPS細胞 / 神経細胞 / 神経変性疾患 / エンドソーム / Rab タンパク質 / シグナル伝達 / ALS / AD
研究開始時の研究の概要

細胞内に取り込まれた物質は初期エンドソームと呼ばれる膜小胞上で選別を受けて、分解経路へ輸送される分子と、再利用経路を介して細胞膜やゴルジ体に輸送される分子に振り分けられる。この初期エンドソームを中心とした物流システムの破綻は、がん、アルツハイマー病などの神経変性疾患、免疫疾患など多様な疾患の原因となっている。従って、この細胞内物流システムを分子レベルで理解することは前述の疾患を理解するためにも重要である。そこで本研究は、初期エンドソームを中心とした物流システムを制御する分子背景を理解し、その異常と神経変性疾患発症との関わりを明らかにすることを目的とする。

研究成果の概要

細胞内に取り込まれた物質は初期エンドソームと呼ばれる膜小胞上で選別を受けて、分解経路へ輸送される分子と、再利用経路を介して細胞膜やゴルジ体に輸送される分子に振り分けられる。この初期エンドソームを中心とした物流システムの破綻は、がん、アルツハイマー病などの神経変性疾患、免疫疾患など多様な疾患の原因となっている。そこで本研究は、初期エンドソームを中心とした物流システムの異常と神経変性疾患発症との関わりを明らかにすることを目的とし、神経細胞を用いて初期エンドソームの機能破綻の一因となる低分子量Gタンパク質Rab5の活性化の亢進に関与する分子群の同定をBioID法を用いて試みた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

エンドサイトーシスによって細胞に取り込まれた分子は、初期エンドソームと呼ばれる膜小胞上で選別を受けて、分解経路へ輸送される分子と、再利用経路を介して細胞膜やゴルジ体に輸送される分子に振り分けられる。この初期エンドソームを中心とした物流システムの破綻は、がん、アルツハイマー病(AD)などの神経変性疾患、免疫疾患など多様な疾患の原要因であるが、詳しい分子的背景は明らかにされていない。本研究を通じて、神経細胞特異的な初期エンドソーム動態の制御メカニズムの一端が解明されれば、ADやその他神経変性疾患の発症機序解明の一助となる。また、それらの知見は、複雑な細胞内膜輸送の理解や発展に寄与することが出来る。

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

    (19件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 2件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] High-throughput quantitative analysis of axonal transport in cultured neurons from SOD1H46R ALS mice by using a microfluidic device2022

    • 著者名/発表者名
      Otomo Asako、Ono Suzuka、Sato Kai、Mitsui Shun、Shimakura Kento、Kimura Hiroshi、Hadano Shinji
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 174 ページ: 46-52

    • DOI

      10.1016/j.neures.2021.07.005

    • 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 N-terminal intrinsically disordered region mediates intracellular localization and self-oligomerization of ALS22021

    • 著者名/発表者名
      Shimakura Kento、Sato Kai、Mitsui Shun、Ono Suzuka、Otomo Asako、Hadano Shinji
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 569 ページ: 106-111

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.06.095

    • 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] SQSTM1L341V variant that is linked to sporadic ALS exhibits impaired association with MAP1LC3 in cultured cells2021

    • 著者名/発表者名
      Nozaki Masahisa、Otomo Asako、Mitsui Shun、Ono Suzuka、Shirakawa Ryohei、Chen YongPing、Hama Yutaro、Sato Kai、Chen XuePing、Suzuki Toshiyasu、Shang Hui-Fang、Hadano Shinji
    • 雑誌名

      eNeurologicalSci

      巻: 22 ページ: 100301-100301

    • DOI

      10.1016/j.ensci.2020.100301

    • 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] Efficient differentiation and polarization of primary cultured neurons on poly(lactic acid) scaffolds with microgrooved structures.2020

    • 著者名/発表者名
      Otomo Asako、Takahashi Ueda Mahoko、Fujie Toshinori、Hasebe Arihiro、Suematsu Yoshitaka、Okamura Yosuke、Takeoka Shinji、Hadano Shinji、Nakagawa So
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 6716-6716

    • DOI

      10.1038/s41598-020-63537-z

    • 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] Monitoring the autophagy-endolysosomal system using monomeric Keima-fused MAP1LC3B2020

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Hideki、Wang Ting、Tanaka Masayuki、Ogiwara Sanae、Okada Chisa、Ito Masatoshi、Fukunishi Nahoko、Iida Yumi、Nakamura Ayaka、Sasaki Ayumi、Amano Shunji、Yoshida Kazuhiro、Otomo Asako、Ohtsuka Masato、Hadano Shinji
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 号: 6 ページ: e0234180-e0234180

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0234180

    • 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] Alopecia areata susceptibility variant in MHC region impacts expressions of genes contributing to hair keratinization and is involved in hair loss2020

    • 著者名/発表者名
      Oka A、Takagi A、Komiyama E、Yoshihara N、Mano S、Hosomichi K、Suzuki S、Haida Y、Motosugi N、Hatanaka T、Kimura M、Ueda M、Nakagawa S、Miura H、Ohtsuka M、Tanaka M、Komiyama T、Otomo A、Hadano S、Mabuchi T、Beck S、Inoko H、Ikeda S.
    • 雑誌名

      EBioMedicine

      巻: 57 ページ: 102810-102810

    • DOI

      10.1016/j.ebiom.2020.102810

    • 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] Human PZP and common marmoset A2ML1 as pregnancy related proteins2020

    • 著者名/発表者名
      Kashiwagi Hirofumi、Ishimoto Hitoshi、Izumi Sun-ichiro、Seki Toshiro、Kinami Rihito、Otomo Asako、Takahashi Kazumi、Kametani Fuyuki、Hirayama Noriaki、Sasaki Erika、Shiina Takashi、Sakabe Kou、Mikami Mikio、Kametani Yoshie
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 5088-5088

    • DOI

      10.1038/s41598-020-61714-8

    • 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] ALS2, the small GTPase Rab17-interacting protein, regulates maturation and sorting of Rab17-associated endosomes2020

    • 著者名/発表者名
      Ono Suzuka、Otomo Asako、Murakoshi Shuji、Mitsui Shun、Sato Kai、Fukuda Mitsunori、Hadano Shinji
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 523 号: 4 ページ: 908-915

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.12.122

    • 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] PACT/PRKRA and p53 Regulate Transcriptional Activity of DMRT12020

    • 著者名/発表者名
      Fujitani K、Otomo A、 Nagayama Y、 Tachibana T、 Kato R、Kawashima Y、 Kodera Y、 Kato T、 Takada S、 Tamura K、 Takamatsu N、 Ito M.
    • 雑誌名

      Genetics and Molecular Biology

      巻: 43 号: 2

    • DOI

      10.1590/1678-4685-gmb-2019-0017

    • 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] An open-type microdevice to improve the quality of fluorescence labeling for axonal transport analysis in neurons2019

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama S.、Otomo A.、Hadano S.、Kimura H.
    • 雑誌名

      Biomicrofluidics

      巻: 13 号: 3 ページ: 034104-034104

    • DOI

      10.1063/1.5090968

    • 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] Theme 3 In vitro experimental models: ALS2 along with a novel ALS2 interacting protein RAB30 regulates morphological integrity and functions of the Golgi apparatus2019

    • 著者名/発表者名
      Otomo A、Onodera W、Murakoshi S、 Matsui K、 Sato K、 Mitsui S、Ono S、Fukuda M、Hadano S.
    • 雑誌名

      Amyotrophic Lateral Sclerosis and Frontotemporal Degeneration

      巻: 20 号: sup1 ページ: 136-137

    • DOI

      10.1080/21678421.2019.1646991

    • 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
  • [学会発表] Structural architecture and cellular functions of juvenile motor neuron disease-causative gene product ALS2: implication of endosome maturation and endocytic recycling.2021

    • 著者名/発表者名
      Asako Otomo, Suzuka Ono, Kai Sato, Shun Mitsui, Kento Shimakura, Mitsunori Fukuda and Shinji Hadano
    • 学会等名
      Keystone Symposia/eSymposia
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ALS2 along with a novel ALS2 interacting protein RAB30 regulates morphological integrity and functions of the Golgi apparatus2019

    • 著者名/発表者名
      Otomo A、Onodera W、Murakoshi S、 Matsui K、 Sato K、 Mitsui S、Ono S、Fukuda M、Hadano S.
    • 学会等名
      The 30th International Symposium on ALS/MND
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microdevice-based method for quantifying endolysosomal and mitochondrial axonal transport in neurons derived from a mouse model of ALS2019

    • 著者名/発表者名
      Otomo A、Kushida T、 Ishida T、Araki R、Sato K、Mitsui S、Ono S、 Kimura H、 Hadano S.
    • 学会等名
      The 30th International Symposium on ALS/MND
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ALSマウスモデル由来初代神経培養細胞のマイクロデバイスを用いた定量的軸索輸送解析2019

    • 著者名/発表者名
      大友麻子、串田隆志、石田智之、荒木良介、三井駿、小野鈴花、佐藤海、木村啓志、秦野伸二
    • 学会等名
      Neuro2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 東海大学 医学部医学科 基礎医学系分子生命科学 分子神経病態科学研究室(秦野 & 大友研究室)

    • URL

      http://mls.med.u-tokai.ac.jp/hadano/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] 東海大学マイクロ・ナノ研究開発センター

    • URL

      http://www.mnc.u-tokai.ac.jp

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://mls.med.u-tokai.ac.jp/hadano/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 細胞培養基材、細胞培養用樹脂薄膜、および細胞培養方法2020

    • 発明者名
      木村啓志, 福田篤, 岡村陽介, 喜多理王, 大友麻子
    • 権利者名
      学校法人東海大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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