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異常なストレス顆粒によるTDP-43凝集体の誘導機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K07291
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
研究機関新潟大学

研究代表者

垣花 太一  新潟大学, 医歯学系, 助教 (60746907)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード筋萎縮性側索硬化症 / ストレス顆粒 / ALS / 神経変性疾患 / タンパク質凝集体
研究開始時の研究の概要

筋萎縮側索硬化症(ALS)は、運動神経細胞死を特徴とする致死性の神経変性疾患である。90%以上のALS患者の運動神経細胞質には、ユビキチン化されたTDP-43蛋白質の凝集体が形成される。しかしながら、TDP-43の凝集体形成メカニズムは不明のままであった。最近の研究から、TDP-43凝集体形成にストレス顆粒が関与することが示唆された。ストレス顆粒はストレス下で細胞質に一過的に形成される構造体である。しかし、遺伝子変異などが原因でストレス顆粒が断続的に形成されると、ストレス顆粒へ凝集性蛋白質が局在することが判ってきた。本研究では、ストレス顆粒へのTDP-43凝集体の局在メカニズムを明らかにする。

研究成果の概要

筋萎縮性側索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis:ALS)は、運動障害を特徴とする神経変性疾患である。ALSの運動神経細胞では、ユビキチン化したTDP-43が細胞質に凝集体を形成し、この凝集体が神経細胞の機能不全と細胞死を誘導し、ALSを発症する。最近ユビキチン化TDP-43の凝集体形成にストレス顆粒が関与することがわかってきた。本研究では、ストレス顆粒形成の品質管理機構を明らかにし、ALSにおけるTDP-43凝集体形成のメカニズムを明らかにすることを研究目的とした。研究成果として、ストレス顆粒形成異常に関与するタンパク質やパスウェイを複数同定することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ストレス顆粒の形成異常が、神経変性疾患やがん、糖尿病などの原因として示唆されている。代表者らは、ストレス顆粒の形成異常を引き起こす複数の細胞内経路を同定することができた。同定された細胞内経路は、ALSやパーキンソン病などの原因となるタンパク質やストレス因子の毒性を緩和することが判明した。これらの研究成果を発展させることで、新たな治療、創薬標的を創出することが期待できる。

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

    (12件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

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 4件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Genetic engineering employing MPB70 and its promoter enables efficient secretion and expression of foreign antigen in bacillus Calmette Gu?rin (BCG) Tokyo2024

    • 著者名/発表者名
      Takeishi Atsuki、Shaban Amina K.、Kakihana Taichi、(22 persos)、Matsumoto Sohkichi
    • 雑誌名

      Microbiology and Immunology

      巻: 68 号: 4 ページ: 130-147

    • DOI

      10.1111/1348-0421.13116

    • 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
  • [雑誌論文] USP10 Inhibits Aberrant Cytoplasmic Aggregation of TDP-43 by Promoting Stress Granule Clearance2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Masahiko、Kitaura Hiroki、Kakita Akiyoshi、Kakihana Taichi、Katsuragi Yoshinori、Onodera Osamu、Iwakura Yuriko、Nawa Hiroyuki、Komatsu Masaaki、Fujii Masahiro
    • 雑誌名

      Molecular and Cellular Biology

      巻: 42 号: 3

    • DOI

      10.1128/mcb.00393-21

    • 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] USP10 inhibits the dopamine-induced reactive oxygen species-dependent apoptosis of neuronal cells by stimulating the antioxidant Nrf2 activity2022

    • 著者名/発表者名
      Sango Junya、Kakihana Taichi、Takahashi Masahiko、Katsuragi Yoshinori、Anisimov Sergei、Komatsu Masaaki、Fujii Masahiro
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 298 号: 1 ページ: 101448-101448

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2021.101448

    • 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] The optineurin/TIA1 pathway inhibits aberrant stress granule formation and reduces ubiquitinated TDP-432021

    • 著者名/発表者名
      Kakihana Taichi、Takahashi Masahiko、Katsuragi Yoshinori、Yamashita Shun-Ichi、Sango Junya、Kanki Tomotake、Onodera Osamu、Fujii Masahiro
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 号: 7 ページ: 102733-102733

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102733

    • 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
  • [学会発表] p62液滴とストレス顆粒形成制御によるNrf2抗酸化ストレス経路の活性化とドパミン誘導性神経細胞死の抑制2023

    • 著者名/発表者名
      Taichi Kakihana, Junya Sango, Masahiko Takahashi, Masahiro Fujii
    • 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] p62-body and stress granule regulate dopamine-induced neuronal cell death through activation of the Nrf2 antioxidant pathway2023

    • 著者名/発表者名
      Taichi Kakihana, Junya Sango, Masahiko Takahashi, Masahiro Fujii
    • 学会等名
      the 24th RNA Society of Japan
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 神経変性疾患におけるストレス顆粒形成異常の分子メカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      垣花太一
    • 学会等名
      東北大学学際科学部フロンティア研究所セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Optineurin/TIA1 pathway reduces ubiquitinated TDP-43 aggregation by promoting stress granule clearance2022

    • 著者名/発表者名
      Kakihana T, Takahashi M, Katsuragi Y, Yamashita SH, Kanki T, Onodera O, Fujii M.
    • 学会等名
      Neuro2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ストレス顆粒形成異常の分子機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      垣花太一
    • 学会等名
      第15回小胞体ストレス研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 筋萎縮性側索硬化症の原因遺伝子であるTDP-43病的な凝集体の形成を抑制する分子を発見

    • URL

      https://www.niigata-u.ac.jp/wp-content/uploads/2022/01/220117rs.pdf

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] ドーパミン神経細胞の細胞死を抑制する新たな分子を発見

    • URL

      https://www.niigata-u.ac.jp/wp-content/uploads/2021/11/211125rs.pdf

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 筋萎縮性側索硬化症において異常なTDP-43凝集体の形成を抑制する分子メカニズムを解明

    • URL

      https://www.niigata-u.ac.jp/wp-content/uploads/2021/06/210629rs.pdf

    • 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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