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カルボニル化タンパク質の分解系に着目した統合失調症発症メカニズム解明の試み

研究課題

研究課題/領域番号 21K06652
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47060:医療薬学関連
研究機関明治薬科大学

研究代表者

小池 伸  明治薬科大学, 薬学部, 講師 (70751014)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードカルボニル化タンパク質 / メチルグリオキサール / AGEs / 統合失調症 / タンパク質分解系 / カルボニルストレス / 精神疾患 / 神経変性疾患 / 終末糖化産物 / プロテアソーム / オートファジー / タンパク質分解
研究開始時の研究の概要

近年、治療抵抗性統合失調症患者においてカルボニル化タンパク質の蓄積を伴う疾患群が同定された。しかし、これまでにカルボニルストレスを伴う統合失調症の発症機序は解明されていない。そこで本研究ではカルボニル化タンパク質の分解機構に注目して、この機構の機能不全がカルボニルストレスを伴う統合失調症の発症に関与する可能性を検証する。本検討では、精神疾患モデル動物や統合失調症患者由来iPS細胞におけるカルボニル化タンパク質分解系の機能を評価することで、カルボニルストレスを伴う治療抵抗性統合失調症の発症機序解明の礎となるデータの獲得を目指す。

研究成果の概要

脳内におけるカルボニル化タンパク質の分解機構の一部が明らかとなった。特に、20Sプロテアソームが主要な分解系であることが解った。一方で、ある種の骨格タンパク質のカルボニル化は別の機構によって抑制されている可能性が示唆された。一部の統合失調症患者の血中には顕著に終末糖化産物が蓄積していることが報告されている。本研究では統合失調症患者由来のiPS細胞を用いた検討も行い、カルボニル化されたタンパク質を同定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本検討で明らかとなった脳内におけるカルボニル化タンパク質分解機構の存在は、カルボニルストレスが関与する中枢系疾患の発症機序の解明に繋がる可能性がある。また、カルボニル化タンパク質分解機構の活性化剤は、カルボニルストレス性疾患の治療薬として有効であると思われる。本検討では統合失調症に注目した検討を行ったが、本検討結果は、カルボニルストレスが関与する末梢系の疾患に対しても新たな知見を与えるものである。また、本検討では、これまで明らかになっていない、未知のカルボニル化タンパク質消去機構の存在も示唆されたが、この分解機構を明らかにすることは、新たな内在的な抗カルボニルストレス機構の解明に繋がる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Novel Fluorometric Assay of Antiglycation Activity Based on Methylglyoxal-Induced Protein Carbonylation2023

    • 著者名/発表者名
      Koike Shin, Saito Yuna, Ogasawara Yuki
    • 雑誌名

      Antioxidants

      巻: 12 号: 12 ページ: 2030-2030

    • DOI

      10.3390/antiox12122030

    • 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
  • [雑誌論文] Plasma unconjugated bile acids as novel biomarker for schizophrenia2022

    • 著者名/発表者名
      Koike Shin、Miyaji Yusuke、Suzuki Kazuhiro、Miyashita Mitsuhiro、Itokawa Masanari、Arai Makoto、Ogasawara Yuki
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 634 ページ: 70-74

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.09.110

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accumulation of Carbonyl Proteins in the Brain of Mouse Model for Methylglyoxal Detoxification Deficits2021

    • 著者名/発表者名
      Koike Shin、Toriumi Kazuya、Kasahara Sakura、Kibune Yosuke、Ishida Yo-ichi、Dan Takashi、Miyata Toshio、Arai Makoto、Ogasawara Yuki
    • 雑誌名

      Antioxidants

      巻: 10 号: 4 ページ: 574-574

    • DOI

      10.3390/antiox10040574

    • 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] Combined glyoxalase 1 dysfunction and vitamin B6 deficiency in a schizophrenia model system causes mitochondrial dysfunction in the prefrontal cortex2021

    • 著者名/発表者名
      Toriumi Kazuya、Berto Stefano、Koike Shin、Usui Noriyoshi、Dan Takashi、Suzuki Kazuhiro、Miyashita Mitsuhiro、Horiuchi Yasue、Yoshikawa Akane、Asakura Mai、Nagahama Kenichiro、Lin Hsiao-Chun、Sugaya Yuki、Watanabe Takaki、Kano Masanobu、Ogasawara Yuki、Miyata Toshio、Itokawa Masanari、Konopka Genevieve、Arai Makoto
    • 雑誌名

      Redox Biology

      巻: 45 ページ: 102057-102057

    • DOI

      10.1016/j.redox.2021.102057

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Nrf2活性化剤によるメチルグリオキサール誘導性カルボニルストレスの軽減作用2024

    • 著者名/発表者名
      鶴留里梨、小池伸、鈴木俊宏、小笠原裕樹
    • 学会等名
      日本薬学会第144回年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] メチルグリオキサール解毒障害による統合失調症様行動異常発現の分子機序解明2022

    • 著者名/発表者名
      鳥海和也、小池伸、段孝、鈴木一浩、宮下光弘、堀内泰江、小笠原裕樹、宮田敏男、糸川昌成、新井誠
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] メチルグリオキサール解毒障害による統合失調症様行動異常発現の分子機序解明2022

    • 著者名/発表者名
      鳥海和也、小池伸、段孝、鈴木一浩、宮下光弘、堀内泰江、小笠原裕樹、宮田敏男、糸川昌成、新井誠
    • 学会等名
      第96回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Accumulation of Carbonyl Proteins in the Brain of Mouse Model for Methylglyoxal Detoxification Deficits2021

    • 著者名/発表者名
      Shin Koike, Sakura Kasahara, Kazuya Toriumi, Takashi Dan, Toshio Miyata, Makoto Arai, Yuki Ogasawara
    • 学会等名
      日本メイラード学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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