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「シグナリングエンドソーム」による情報伝達分子基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K06633
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
研究機関北里大学 (2022-2023)
東北大学 (2020-2021)

研究代表者

堤 良平  北里大学, 医学部, 講師 (50435872)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード増殖因子 / 受容体エンドサイトーシス / 細胞内小胞 / 解糖系 / 情報伝達 / 細胞内情報伝達 / エンドサイトーシス / 細胞等代謝
研究開始時の研究の概要

細胞増殖因子により惹起される細胞内情報伝達制御の分子機構の解明は、50年以上にわたり細胞生物学・生理学上の重要課題である。 しかしながら、細胞表面に存在する増殖因子受容体が実際にどのように細胞外刺激を細胞内に伝播しているのかという本質的な謎は十分に解明されているとは言い難い。 近年、教科書的な「細胞膜から細胞内への情報伝播」 という従来モデルは不十分であるとする「シグナリングエンドソーム (SE)」仮説が提唱されているが、依然その実態は不明である。 本研究では、このSEの実像に迫り、細胞膜受容体を介した細胞応答の動作機序のさらなる理解を目指すとともに、将来的な応用を模索する。

研究成果の概要

増殖因子受容体は細胞膜ではなく活性化に伴い生成されるエンドサイトーシス小胞を起点として情報伝達を惹起するとの「情報伝達小胞仮説」が唱えられているが、このような小胞の実態や機能は明らかではなかった。
本研究では、簡便なエンドサイトーシス小胞の単離法を開発してその含有タンパク質を網羅的に同定し、同小胞上に多数の糖代謝関連酵素群が存在することを見出した。さらに増殖因子依存的な糖代謝亢進に同小胞-ミトコンドリア間相互作用が重要であり、細胞の生存に必須であることを明らかにした。
これらは、これまでの「ブドウ糖は細胞膜を通して細胞内に移行し細胞質で代謝される」という教科書モデルを大きく更新するものである

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で明らかにした現象は、増殖因子受容体の活性化や糖代謝の亢進が知られているがんなどの疾病への関与が示唆され、新たな治療法の開発への展開が期待される。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] ニューヨーク大学(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] ニューヨーク大学医学部/イエール大学(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ニューヨーク大学医学部(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Endocytic vesicles act as vehicles for glucose uptake in response to growth factor stimulation2024

    • 著者名/発表者名
      Tsutsumi Ryouhei、Ueberheide Beatrix、Liang Feng-Xia、Neel Benjamin G.、Sakai Ryuichi、Saito Yoshiro
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 15 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1038/s41467-024-46971-9

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 増殖因子受容体エンドサイトーシスによる細胞ブドウ糖代謝制御2023

    • 著者名/発表者名
      堤良平、堺隆一、斎藤芳郎
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 増殖因子による細胞糖代謝制御の 新たな分子基盤2020

    • 著者名/発表者名
      堤良平
    • 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] Spatio-temporal regulation of protein tyrosine phosphatases by reactive oxygen Species (ROS) and its pharmaceutical application2020

    • 著者名/発表者名
      堤良平
    • 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
    • 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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