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遺伝子操作マウスを用いた神経障害エステラーゼの新規機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K06847
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48040:医化学関連
研究機関東海大学

研究代表者

木村 穣  東海大学, 医学部, 客員教授 (10146706)

研究分担者 畑中 朋美  城西大学, 薬学部, 教授 (10198749)
赤塚 尚子  東海大学, 医学部, 特定研究員 (20826317)
坂部 貢  千葉大学, 予防医学センター, 特任教授 (70162302)
加藤 明  東海大学, 医学部, 准教授 (70546746)
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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード神経障害エステラーゼ / Transgenic Mice / Gene Knockout Mice / Brain Function / Behavior / Organophophate / lipid metabolism / PNPLA6 / Organophosphate / Purkinje cell / Sick House Syndrome / Autophaggy / Purkinje / 遺伝子操作マウス / リン脂質代謝 / 神経機能
研究開始時の研究の概要

ヒト神経障害エステラーゼ(NTE)の劣性変異疾患の責任遺伝子に対応する、遺伝子変異マウスおよびNTE高発現マウスを複数系統作製している。 これらの遺伝子操作マウスの分子生物学的、組織学的、生理学的、行動学的解析に基づいて、個体レベルにおけるNTEの機能を解明するとともに、脂質代謝やオートファジーとの関連性にも注目し、NTEに結合するとされる有機リンによる神経障害やヒトNTE疾患治療のヒントを探る。

研究成果の概要

有機リン代謝に関与する神経障害標的エステラーゼ(Neuropathy Target Esterase:NTE)をコードするヒトPNPLA6(Patatin-like phospholipase domain containing 6)cDNAを導した遺伝導入マウスおよびマウスpnpla6遺伝子変異マウスを用いて、当該酵素遺伝子の神経系における機能を解析した。 過剰発現のマウスに生育低下、また、いくつかの変異マウス系統ではホモ型は胎生致死を招き、ヘテロ型ではややプルキンエ細胞数が低下する傾向が認められ、協調運動の低下も一部に観察された。系統樹立とヘテロ型胎仔由来線維芽細胞の取得に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

遺伝子名にあるPatatinはジャガイモなどの貯蔵タンパク質であり、脂肪酸を分解するリパーゼの活性を持つ。PNPLA群の遺伝子は複数種知られ、真核生物から原核生物にまで保存されている。脂質代謝酵素の発現量や分子の一部の変化によって個体の生存までが影響され、脳神経系の機能に影響を及ぼす可能性も示せたことは分子生物学あるいは生物進化学の上で極めて重要な発見と考える。また同様の変異をもつヒト疾患や有機リンの結合によって生じる種々の神経症状に対する発症機構を考え、同時に今後の治療法を探索するためのヒト疾患モデルマウスを提供できる成果を挙げられたことは社会的貢献度の高い成果となったと自負する。

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

    (14件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] マウスを用いた動揺病を引き起こす前庭 ─ 視覚環境条件の探索とその予防へのアプローチ2024

    • 著者名/発表者名
      加藤明、中谷七海、志村史子、木村穣
    • 雑誌名

      臨床環境医学

      巻: 32 ページ: 77-84

    • 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] ヒト神経障害エステラーゼ遺伝子導入細胞の樹立と有機リンの影響について2023

    • 著者名/発表者名
      加賀谷徹、本杉奈美、水谷晃子、坂部貢、加藤明、田中正史、木村穣
    • 雑誌名

      臨床環境医学

      巻: 32 ページ: 18-27

    • 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] Potential UV-Protective Effect of Freestanding Biodegradable Nanosheet-Based Sunscreen Preparations in XPA-Deficient Mice2022

    • 著者名/発表者名
      Hatanaka Tomomi、Ramphai Khampeeraphan、Takimoto Shun、Kanda Hiromi、Motosugi Nami、Kimura Minoru、Mabuchi Tomotaka、Oyama Midori、Takeuchi Tomoharu、Okamura Yosuke
    • 雑誌名

      Pharmaceutics

      巻: 14 号: 2 ページ: 431-431

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics14020431

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Toward a New Risk Assessment System for Low-Dose/Low Dose/Rate Long Exposure to Radiation.2024

    • 著者名/発表者名
      Gondo, Y. Uchiyama, A., Yoneya, M., Tanaka, S., Komura, J.,Kimura, M., Ohno, M., Toki, H., Bando, M., Tsunoyama, Y., Matsumoto, Y., Maki, H and Shimada, Y
    • 学会等名
      Biological Effects and Application of Radiation
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Simple and Effective Gamma-Ray Exposure System for Low-Dose-Rate Long Exposure to Mice.2024

    • 著者名/発表者名
      Gondo, Y and Kimura, M.
    • 学会等名
      Biological Effects and Application of Radiation
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 神経障害エステラーゼ遺伝子操作マウスの解析2023

    • 著者名/発表者名
      木村穰, 赤塚尚子, 水谷晃子, 畑中朋美, 伊藤誠敏, 坂部 貢, 加藤明
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 動揺病を引き起こす前庭―視覚環境変化とその予防へのアプローチ2023

    • 著者名/発表者名
      加藤明、木村穰
    • 学会等名
      第31回日本臨床環境医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 前庭―視覚組み合わせ刺激が引き起こす動揺病症状と先行刺激による動揺病抑制2023

    • 著者名/発表者名
      Katoh, A., Nakaya, N., Shimura, F and Kimura, M
    • 学会等名
      日本生理学会第100回記念大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 前庭―視覚組み合わせ刺激がマウスに食欲不振を引き起こす2023

    • 著者名/発表者名
      加藤明、木村穣
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 神経障害エステラーゼ遺伝子変異マウスの解析2022

    • 著者名/発表者名
      木村穣、赤塚尚子 、伊藤誠敏、坂部貢、畑中朋美、加藤 明
    • 学会等名
      第69回日本実験動物学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 遺伝子操作マウスを用いた神経障害エステラーゼの遺伝子の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      木村穣、赤塚尚子 、坂部貢 、畑中朋美、加藤 明
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 神経障害エステラーゼのマウス脳における昨日2021

    • 著者名/発表者名
      木村穣、加藤明、赤塚尚子、伊藤正敏、坂部貢
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] フタル酸エステルの経費吸収におけるエステラーゼの機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      畑中朋美、大山翠、武内智春、馬淵智生、木村穰
    • 学会等名
      第29回日本臨床環境医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 神経障害エステラーゼ活性および細胞増殖に対する有機リンの影響について2021

    • 著者名/発表者名
      加賀谷徹、本杉奈美、坂部貢、木村穣
    • 学会等名
      第29回日本臨床環境医学会学術集会
    • 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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