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アミロイド凝集核を構成する異常型αシヌクレインの構造特性の物理化学的解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K15245
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分47020:薬系分析および物理化学関連
研究機関京都薬科大学

研究代表者

扇田 隆司  京都薬科大学, 薬学部, 助教 (80737263)

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
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードαシヌクレイン / アミロイド線維 / 凝集核 / パーキンソン病 / シヌクレイノパチー / 神経変性疾患 / アミロイド凝集核 / アミロイド / 二次核形成
研究開始時の研究の概要

αシヌクレインが異常構造をとって会合したアミロイド凝集核は、強い神経毒性と構造伝播性をもち、パーキンソン病などの神経変性疾患を引き起こす。しかし、疾患の治療標的となる凝集核は、過渡的かつ不安定な構造体であるために構造情報がほとんど得られていない。
本研究では、アミロイド凝集に伴ったαシヌクレインの構造変化を、部位特異的蛍光ラベル化等の物理化学的手法を用いて追跡・評価することで、異常型αシヌクレインの構造特性を明らかにする。これにより、αシヌクレイン関連神経変性疾患に対する診断・治療薬の設計基盤の確立に貢献する。

研究成果の概要

本研究では、パーキンソン病などの神経変性疾患において神経の変性・脱落に関わるαシヌクレイン凝集核について、これを標的とした治療薬の開発に向けた物性、形成メカニズム解析を実施した。結果として、1)疾患に関わるαシヌクレインのN末変異とC末領域断片化が凝集核形成を促進するメカニズムを解明し、2)凝集核形成の制御を担うホットスポット残基としてS87残基を同定し、その制御メカニズムを明らかにした。さらに、3)凝集核の形成量を規定する要因としてタンパク質の疎水性度が重要な役割を果たすことを見出した。これらの知見は、αシヌクレインの凝集核形成メカニズムの理解と凝集核形成制御分子の設計に貢献する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

αシヌクレイン凝集核はパーキンソン病の主要病原因子であるが、不安定な構造体であるために物性解析が難しく、これを標的とした治療分子は設計できていない。本研究で得られたαシヌクレインの凝集核形成メカニズムに関する知見は、凝集核の形成を制御する分子の設計基盤となりうる情報であり、凝集核形成阻害を機序とするパーキンソン病根治薬の開発に貢献する。

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

    (30件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 3件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (18件)

  • [雑誌論文] Host-to-graft propagation of inoculated α-synuclein into transplanted human induced pluripotent stem cell-derived midbrain dopaminergic neurons2024

    • 著者名/発表者名
      Gima Serina、Oe Kazuya、Nishimura Kaneyasu、Ohgita Takashi、Ito Haruka、Kimura Hiroyuki、Saito Hiroyuki、Takata Kazuyuki
    • 雑誌名

      Regenerative Therapy

      巻: 25 ページ: 229-237

    • DOI

      10.1016/j.reth.2023.12.019

    • 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] Generation of novel anti‐apo<scp>E</scp> monoclonal antibodies that selectively recognize apo<scp>E</scp> isoforms2024

    • 著者名/発表者名
      Ohgita Takashi、Sakai Koto、Fukui Nodoka、Namba Norihiro、Nakano Miyu、Kiguchi Yuki、Morita Izumi、Oyama Hiroyuki、Yamaki Kouya、Nagao Kohjiro、Kobayashi Norihiro、Saito Hiroyuki
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: in press. 号: 8 ページ: 902-914

    • DOI

      10.1002/1873-3468.14858

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Physicochemical mechanisms of aggregation and fibril formation of α-synuclein and apolipoprotein A-I2024

    • 著者名/発表者名
      Ohgita Takashi、Kono Hiroki、Namba Norihiro、Saito Hiroyuki
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 21 号: 1 ページ: n/a

    • DOI

      10.2142/biophysico.bppb-v21.0005

    • ISSN
      2189-4779
    • 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] Plantainoside B in <i>Bacopa monniera</i> Binds to Aβ Aggregates Attenuating Neuronal Damage and Memory Deficits Induced by Aβ2023

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Aina、Nakashima Souichi、Oda Yoshimi、Nishimura Kaneyasu、Kawashima Hidekazu、Kimura Hiroyuki、Ohgita Takashi、Kawashita Eri、Ishihara Keiichi、Hanaki Aoi、Okazaki Mizuki、Matsuda Erika、Tanaka Yui、Nakamura Seikou、Matsumoto Takahiro、Akiba Satoshi、Saito Hiroyuki、Matsuda Hisashi、Takata Kazuyuki
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 46 号: 2 ページ: 320-333

    • DOI

      10.1248/bpb.b22-00797

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 年月日
      2023-02-01
    • 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] Intramolecular interaction kinetically regulates fibril formation by human and mouse α-synuclein2023

    • 著者名/発表者名
      Ohgita Takashi、Kono Hiroki、Morita Izumi、Oyama Hiroyuki、Shimanouchi Toshinori、Kobayashi Norihiro、Saito Hiroyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 10885-10885

    • DOI

      10.1038/s41598-023-38070-4

    • 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] Amyloidogenic 60?71 deletion/ValThr insertion mutation of apolipoprotein A-I generates a new aggregation-prone segment that promotes nucleation through entropic effects2023

    • 著者名/発表者名
      Namba Norihiro、Ohgita Takashi、Tamagaki-Asahina Hiroko、Nishitsuji Kazuchika、Shimanouchi Toshinori、Sato Takeshi、Saito Hiroyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 18514-18514

    • DOI

      10.1038/s41598-023-45803-y

    • 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] Structural flexibility of apolipoprotein E-derived arginine-rich peptides improves their cell penetration capability2023

    • 著者名/発表者名
      Takechi-Haraya Yuki、Ohgita Takashi、Usui Akiko、Nishitsuji Kazuchika、Uchimura Kenji、Abe Yasuhiro、Kawano Ryuji、Konaklieva Monika I.、Reimund Mart、Remaley Alan T.、Sato Yoji、Izutsu Ken-ichi、Saito Hiroyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 19396-19396

    • DOI

      10.1038/s41598-023-46754-0

    • 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] Mechanisms of enhanced aggregation and fibril formation of Parkinson’s disease-related variants of α-synuclein.2022

    • 著者名/発表者名
      Ohgita T., Namba N., Kono H., Shimanouchi T., and Saito H.
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 12 号: 1 ページ: 6770-6770

    • DOI

      10.1038/s41598-022-10789-6

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Design and Synthesis of 6-O-Phosphorylated Heparan Sulfate Oligosaccharides to Inhibit Amyloid β Aggregation.2022

    • 著者名/発表者名
      Uchimura K., Nishitsuji K, Chiu L.-T., Ohgita T., Saito H., Allain F., Gannedi V., Wong C.-H., and Hung S.-C.
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 23 号: 15 ページ: 4543-4543

    • DOI

      10.1002/cbic.202200191

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Novel conformation‐selective monoclonal antibodies against apoA‐I amyloid fibrils2021

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohgita, Yuki Furutani, Miyu Nakano, Megumi Hattori, Ayane Suzuki, Miho Nakagawa, Sera Naniwa, Izumi Morita, Hiroyuki Oyama, Kazuchika Nishitsuji, Norihiro Kobayashi, Hiroyuki Saito
    • 雑誌名

      FEBS Journal

      巻: 288 号: 5 ページ: 1496-1513

    • DOI

      10.1111/febs.15487

    • 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] Cell-to-cell transmission of p53 aggregates: a novel player in oncology?2021

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Iwahashi, Midori Ikezaki, Hiroyuki Saito, Kenji Uchimura, Kazuchika Nishitsuji
    • 雑誌名

      Molecular & cellular oncology

      巻: 8 号: 2 ページ: 1892444-1892444

    • DOI

      10.1080/23723556.2021.1892444

    • 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
  • [雑誌論文] 脂質膜環境におけるアポリポタンパク質の凝集・ アミロイド線維化機構2021

    • 著者名/発表者名
      Mizuguchi Chiharu、Ohgita Takashi、Saito Hiroyuki
    • 雑誌名

      膜

      巻: 46 号: 1 ページ: 25-31

    • DOI

      10.5360/membrane.46.25

    • NAID

      130007977581

    • ISSN
      0385-1036, 1884-6440
    • 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] カイロミクロンタンパク質apoA-IVのアミロイド線維形成の物理化学的メカニズム2024

    • 著者名/発表者名
      南波憲宏、段上時子、北川裕一朗、扇田隆司、島内寿徳、斎藤博幸
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] アポリポタンパク質E由来両親媒性ペプチドの脂質膜相互作用および細胞通過へ及ぼすコンフォメーション制限の影響2024

    • 著者名/発表者名
      原矢佑樹、扇田隆司、臼井明子、西辻和親、内村健治、阿部康弘、川野竜司、Monika I. Konaklieva , Mart Reimund , Alan T. Remaley , 佐藤陽治、伊豆津健一、斎藤博幸
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] パーキンソン病αシヌクレインの凝集・線維化に対する脂質膜組成の影響2024

    • 著者名/発表者名
      河野弘樹、南波憲宏、扇田隆司、長尾耕治郎、斎藤博幸
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] カイロミクロンタンパク質apoA-IV のN 末フラグメントは強いアミロイド凝集特性を有する2023

    • 著者名/発表者名
      北川裕一朗、内藤禎人、南波憲宏、扇田隆司、斎藤博幸
    • 学会等名
      第73回日本薬学会関西支部大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Amyloidogenic mutation of the N-terminal fragment of apolipoprotein A-I generates a new aggregation-prone segment that acts as an entropic driver of aggregation2023

    • 著者名/発表者名
      Norihiro Namba , Takashi Ohgita , Hiroko Tamagaki-Asahina , Toshinori Shimanouchi , Takeshi Sato , Hiroyuki Saito
    • 学会等名
      第60回ペプチド討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 環境感受性蛍光プローブ標識による パーキンソン病αシヌクレインの脂質膜結合挙動の解析2023

    • 著者名/発表者名
      河野弘樹、南波憲宏、扇田隆司、斎藤博幸
    • 学会等名
      第13回京都四大学連携研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 脳に生着したヒトiPS細胞由来神経細胞へのα-シヌクレイン伝播の組織学的評価2023

    • 著者名/発表者名
      西村周泰、儀間芹菜、扇田隆司、斎藤博幸、高田和幸
    • 学会等名
      第97回 日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] アミロイド形成タンパク質の凝集核形成特性の速度論的評価2023

    • 著者名/発表者名
      扇田隆司、南波憲宏、河野弘樹、斎藤博幸
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 脂質膜環境におけるヒト及びマウスαシヌクレインの凝集・線維化挙動2022

    • 著者名/発表者名
      扇田隆司、河野弘樹、島内寿徳、斎藤博幸
    • 学会等名
      膜シンポジウム2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒトとマウスのαシヌクレインの比較による線維化制御機構の解析2022

    • 著者名/発表者名
      扇田隆司、河野弘樹、森田いずみ、大山浩之、島内寿徳、小林典裕、斎藤博幸
    • 学会等名
      第43回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] アポEアイソフォームを特異的に検出可能なイムノアッセイ系の構築2022

    • 著者名/発表者名
      坂井瑚都、中野未悠、扇田隆司、木口裕貴、森田いずみ、大山浩之、長尾耕治郎、小林典裕、斎藤博幸
    • 学会等名
      第12回京都四大学連携研究フォーラム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] αシヌクレインの線維化及び細胞毒性に対する高凝集性領域の寄与2022

    • 著者名/発表者名
      河野弘樹、鎌田真央、南波憲宏、扇田隆司、森田いずみ、大山浩之、長尾耕治郎、小林典裕、斎藤博幸
    • 学会等名
      第72回薬学会関西支部大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] アミロイドーシス変異apoA-Iの凝集・線維化過程の速度論的・熱力学的解析2022

    • 著者名/発表者名
      南波憲宏、扇田隆司、島内寿徳、斎藤博幸
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト及びマウスαシヌクレインの凝集・線維形成性に対するN末側変異の影響2022

    • 著者名/発表者名
      河野弘樹、鎌田真央、扇田隆司、斎藤博幸
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規抗アポEモノクローナル抗体を用いたアポEアイソフォーム特異的検出系の構築2022

    • 著者名/発表者名
      坂井瑚都、中野未悠、扇田隆司、森田いずみ、大山浩之、小林典裕、斎藤博幸
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] αシヌクレインのβ構造転移・線維化に対するホスファチジルセリンの影響2021

    • 著者名/発表者名
      扇田隆司、南波憲宏、河野弘樹、島内寿德、斎藤博幸
    • 学会等名
      日本膜学会第43年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] パーキンソン病関連変異とC末欠損によるαシヌクレインのアミロイド線維化促進機構の速度論的解析2021

    • 著者名/発表者名
      扇田隆司、南波憲宏、河野弘樹、島内寿徳、斎藤博幸
    • 学会等名
      第18回次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] αシヌクレインのアミロイド線維形成に対するパーキンソン病関連変異とC末欠損の影響2021

    • 著者名/発表者名
      扇田隆司、南波憲宏、河野弘樹、島内寿徳、斎藤博幸
    • 学会等名
      第42回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 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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