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タンパク質の構造生物学に基づいた筋萎縮性側索硬化症の分子病態解明と治療法開発

研究課題

研究課題/領域番号 19KK0214
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
審査区分 中区分52:内科学一般およびその関連分野
研究機関名古屋大学

研究代表者

山中 宏二  名古屋大学, 環境医学研究所, 教授 (80446533)

研究分担者 渡邊 征爾  名古屋大学, 環境医学研究所, 講師 (70633577)
祖父江 顕  名古屋大学, 環境医学研究所, 特任助教 (80823343)
研究期間 (年度) 2019-10-07 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2023年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード筋萎縮性側索硬化症 / 構造生物学 / 神経変性疾患
研究開始時の研究の概要

本研究課題は、英国リバプール大学の構造生物学研究チームと共同で病因タンパク質の構造生物学的知見に基づいた筋萎縮性側索硬化症(ALS)の分子病態解明と新規治療法の開発を目指す。具体的に、2種類のALS原因タンパク質SOD1、TDP-43に着目し、SOD1については、その立体構造を安定化することにより疾患の進行を抑制する化合物の開発を行う。TDP-43については、ALSで見られる病理像の鍵となるTDP-43タンパク質の構造異常を英国チームと共同で解析する。本国際共同研究を通じて、新たな視点でのALSの病態解明、治療法開発や、異分野を俯瞰する国際的に視野の広い若手研究者の育成が期待される。

研究成果の概要

遺伝性筋萎縮性側索硬化症(ALS)では、SOD1タンパク質に疾患変異(アミノ酸置換)がみられ、その構造異常を通じてALSを発症することが知られている。SOD1の構造解析に基づいて、それに結合する低分子化合物エブセレンを構造展開して、SOD1を安定化する候補化合物を合成した。そして、エブセレン類縁化合物のスクリーニングを通じて、候補化合物が変異タンパク質による毒性に対する神経保護効果を発揮することを培養神経細胞およびSOD1-ALSマウスにおいて示した。本研究課題を通じて、英国・日本の構造生物学・病態神経科学の若手研究者が学術交流し国際共同研究成果として論文発表した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ALS等の神経変性疾患では疾患に特徴的な病因タンパク質の構造異常が神経変性に深く関与するため、疾患・構造生物学の融合研究が不可欠といえる。本研究課題は、英日研究者の国際共同研究により病態解明を進め、学術論文として成果を発信した。学術的意義として、異分野連携による新たな知見創出と研究手法の確立が挙げられる。社会的意義では、難治性疾患克服への基盤構築と若手研究者の国際ネットワーク形成により、将来的な治療法開発と研究人材育成に貢献した。国際協力による包括的アプローチは、神経変性疾患研究に新たな展開を切り開くものである。

報告書

(7件)
  • 2024 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件、 招待講演 10件) 備考 (10件)

  • [国際共同研究] リバプール大学(英国)

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [国際共同研究] リバプール大学/Kings College London(英国)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] リバプール大学(英国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] リバプール大学(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] リバプール大学(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] リバプール大学(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Ebselen analogues delay disease onset and its course in fALS by on-target SOD-1 engagement2024

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Seiji、Amporndanai Kangsa、Awais Raheela、Latham Caroline、Awais Muhammad、O’Neill Paul M.、Yamanaka Koji、Hasnain S. Samar
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 号: 1 ページ: 12118-12118

    • DOI

      10.1038/s41598-024-62903-5

    • 関連する報告書
      2024 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] Monomerization of TDP-43 is a key determinant for inducing TDP-43 pathology in amyotrophic lateral sclerosis2023

    • 著者名/発表者名
      Oiwa Kotaro、Watanabe Seiji、Onodera Kazunari、Iguchi Yohei、Kinoshita Yukako、Komine Okiru、Sobue Akira、Okada Yohei、Katsuno Masahisa、Yamanaka Koji
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 9 号: 31

    • DOI

      10.1126/sciadv.adf6895

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Intrinsic structural vulnerability in the hydrophobic core induces species-specific aggregation of canine SOD1 with degenerative myelopathy-linked E40K mutation2023

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Kei、Watanabe Seiji、Akutsu Masato、Muraki Norifumi、Kamishina Hiroaki、Furukawa Yoshiaki、Yamanaka Koji
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 299 号: 6 ページ: 104798-104798

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2023.104798

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mitochondria-associated membrane collapse impairs TBK1-mediated proteostatic stress response in ALS2023

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Seiji、Murata Yuri、Oka Yasuyoshi、Oiwa Kotaro、Horiuchi Mai、Iguchi Yohei、Komine Okiru、Sobue Akira、Katsuno Masahisa、Ogi Tomoo、Yamanaka Koji
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 120 号: 47

    • DOI

      10.1073/pnas.2315347120

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comprehensive expression analysis with cell-type-specific transcriptome in ALS-linked mutant SOD1 mice: Revisiting the active role of glial cells in disease2023

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Hirofumi、Komine Okiru、Fujimori-Tonou Noriko、Yamanaka Koji
    • 雑誌名

      Frontiers in Cellular Neuroscience

      巻: 16 ページ: 1045647-1045647

    • DOI

      10.3389/fncel.2022.1045647

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sigma-1 receptor maintains ATAD3A as a monomer to inhibit mitochondrial fragmentation at the mitochondria-associated membrane in amyotrophic lateral sclerosis2023

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Seiji、Horiuchi Mai、Murata Yuri、Komine Okiru、Kawade Noe、Sobue Akira、Yamanaka Koji
    • 雑誌名

      Neurobiology of Disease

      巻: 179 ページ: 106031-106031

    • DOI

      10.1016/j.nbd.2023.106031

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Novel reporters of mitochondria‐associated membranes (MAM), MAMtrackers, demonstrate MAM disruption as a common pathological feature in amyotrophic lateral sclerosis2021

    • 著者名/発表者名
      Sakai Shohei、Watanabe Seiji、Komine Okiru、Sobue Akira、Yamanaka Koji
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 35 号: 7

    • DOI

      10.1096/fj.202100137r

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Novel Selenium-based compounds with therapeutic potential for SOD1-linked amyotrophic lateral sclerosis2020

    • 著者名/発表者名
      Amporndanai Kangsa、Rogers Michael、Watanabe Seiji、Yamanaka Koji、O'Neill Paul M.、Hasnain S. Samar
    • 雑誌名

      EBioMedicine

      巻: 59 ページ: 102980-102980

    • DOI

      10.1016/j.ebiom.2020.102980

    • 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] Aggresome formation and liquid?liquid phase separation independently induce cytoplasmic aggregation of TAR DNA-binding protein 432020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Seiji、Inami Hidekazu、Oiwa Kotaro、Murata Yuri、Sakai Shohei、Komine Okiru、Sobue Akira、Iguchi Yohei、Katsuno Masahisa、Yamanaka Koji
    • 雑誌名

      Cell Death & Disease

      巻: 11 号: 10 ページ: 909-909

    • DOI

      10.1038/s41419-020-03116-2

    • 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] ALS-linked TDP-43M337V knock-in mice exhibit splicing deregulation without neurodegeneration2020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Seiji、Oiwa Kotaro、Murata Yuri、Komine Okiru、Sobue Akira、Endo Fumito、Takahashi Eiki、Yamanaka Koji
    • 雑誌名

      Molecular Brain

      巻: 13 号: 1 ページ: 8-8

    • DOI

      10.1186/s13041-020-0550-4

    • 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] Molecular Basis of TDP-43 pathology in neurodegenerative disease.2023

    • 著者名/発表者名
      Oiwa K , Yamanaka K
    • 学会等名
      Japan-UK Neuroscience symposium
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ALSにおけるTDP-43病理形成の分子基盤.2023

    • 著者名/発表者名
      山中宏二
    • 学会等名
      第64回日本神経学会学術大会 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 筋萎縮性側索硬化症におけるTDP-43病理形成の分子基盤と疾患修飾療法への展望.2023

    • 著者名/発表者名
      山中宏二.
    • 学会等名
      第42回日本認知症学会学術集会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] TDP-43異常に基づいたALS/FTDマウスモデル:最近の知見.2022

    • 著者名/発表者名
      山中宏二
    • 学会等名
      第63回日本神経学会学術大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生命金属タンパク質異常による神経変性疾患の病態とその制御.2022

    • 著者名/発表者名
      山中宏二
    • 学会等名
      第1回生命金属科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 神経変性疾患における蛋白質品質管理異常.2022

    • 著者名/発表者名
      山中宏二
    • 学会等名
      第22回日本抗加齢医学会総会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ALSにおけるTDP-43の凝集・局在異常の分子機構2022

    • 著者名/発表者名
      山中宏二
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mechanism for inducing TDP-43 pathology in ALS.2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Yamanaka
    • 学会等名
      PACTALS (Pan-Asia Consortium for Treatment and Research in ALS)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 単量体・多量体バランスの異常はALSにおけるTDP-43病理を形成する.2021

    • 著者名/発表者名
      山中宏二
    • 学会等名
      第62回日本神経学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Monomerization of TDP-43 is a key determinant for inducing TDP-43 pathology in ALS.2021

    • 著者名/発表者名
      大岩康太郎、渡邊征爾、井口洋平、勝野雅央、山中宏二.
    • 学会等名
      第62回日本神経学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] E40K変異イヌSOD1タンパク質の種特異的凝集に重要なアミノ酸残基の同定.2021

    • 著者名/発表者名
      橋本 慶、渡邊征爾、小峯 起、祖父江 顕、神志那弘明、山中宏二.
    • 学会等名
      第94回日本生化学大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Multimerization of TDP-43 plays a key role in determination of its subcellular localization.2020

    • 著者名/発表者名
      大岩康太郎、渡邊征爾、祖父江 顕、小峯 起、勝野雅央、山中宏二.
    • 学会等名
      第61回日本神経学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular pathomechanism of motor neuron disease.2020

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka K
    • 学会等名
      UK-Japan Neuroscience Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] TDP-43 mutant lacking its C-terminal domain induces age-dependent motor dysfunction in mice.2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe S, Nishino K, Murata Y, Oiwa K, Yamanaka K.
    • 学会等名
      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
  • [備考] 名古屋大学環境医学研究所 病態神経科学 HP

    • URL

      https://www.riem.nagoya-u.ac.jp/4/mnd/index.html

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学環境医学研究所 ホームページ

    • URL

      http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 病態神経科学分野 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/4/mnd/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋大学 環境医学研究所 病態神経科学分野

    • URL

      http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/4/mnd/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋大学環境医学研究所HP

    • URL

      http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋大学環境医学研究所病態神経科学分野HP

    • URL

      http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/4/mnd/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋大学環境医学研究所 病態神経科学分野

    • URL

      http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/4/mnd/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋大学環境医学研究所

    • URL

      http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋大学環境医学研究所病態神経科学分野

    • URL

      http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/4/mnd/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋大学環境医学研究所

    • URL

      http://www.riem.nagoya-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-10-10   更新日: 2026-01-16  

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