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Nwd1遺伝子によるプリノソーム形成を介した新たな神経分化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K20701
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0704:神経科学、ブレインサイエンスおよびその関連分野
研究機関早稲田大学

研究代表者

山田 晴也  早稲田大学, 人間科学学術院, 助教 (70907146)

研究期間 (年度) 2021-08-30 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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)
キーワード神経幹細胞 / Nwd1 / プリノソーム / プリン代謝 / プリン新生 / 脳発生 / 代謝 / 肝臓 / 神経分化 / 大脳皮質
研究開始時の研究の概要

正常な脳発達においてプリン代謝産物の産生量の制御は不可欠であり、その異常は様々な精神疾患に関与する。近年、プリン新生のための連続的な酵素反応は、巨大タンパク質複合体「プリノソーム」で行われることが示された。プリノソー ムの形成は、細胞の増殖や分化に普遍的な役割を持つと推定されるが、プリノソーム形成の分子メカニズムは不明である。申請者が新規同定したNwd1遺伝子は、神経幹細胞で豊富に発現し、プリノ ソーム形成に関与することで増殖・分化を制御する。本研究ではプリノソーム形成におけるNwd1の役割を生化学的手法と組織解剖学的手法を用いて明らかにする。

研究成果の概要

正常な脳発達において2つのプリン代謝産物の合成経路の制御は不可欠であり、その異常は様々な精神疾患に関与するが、その時空間的な使い分けの詳細は不明である。また、近年、プリン新生のための連続的な酵素反応は、巨大タンパク質複合体プリノソームで行われることが示された。申請者が新規同定したNwd1遺伝子は、神経幹細胞で豊富に発現し、プリノ ソーム形成に関与することで神経幹細胞の増殖・分化を制御する。本研究では神経発生過程におけるプリン代謝酵素の時空間的な機能・局在解析および、Nwd1ノックアウトマウスを用いてNwd1の生理機能の一旦を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

プリン合成経路の時空間的制御の解明は、進化の過程で巨大な大脳を獲得した哺乳類に特有の高次脳機能を司る分子メカニズムの一端および、その破綻から起きる精神疾患や神経発達障害の追究に寄与できると期待される。さらに、プリン代謝の異常による疾患は種々のがんとの関連も多数報告されている。細胞外環境に依存するプリン合成経路の切り替えは、神経幹細胞だけでなく、がん幹細胞や他の組織幹細胞にも共通して存在する可能性がある。今後、抗がん剤をはじめとする創薬開発にとって貴重な視点を提供することが期待される。

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

    (21件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Induction of NASH in the Nwd1-/- mouse liver via SERCA2-dependent endoplasmic reticulum stress2024

    • 著者名/発表者名
      Yamada Seiya、Nakadate Kazuhiko、Mizukoshi Tomoya、Kawakami Kiyoharu、Kobayashi Ryosuke、Horii Takuro、Hatada Izuho、Sakakibara Shin-ichi
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: 1-50

    • DOI

      10.1101/2024.01.26.577307

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Spatiotemporal Regulation of<i>De Novo</i>and Salvage Purine Synthesis during Brain Development2023

    • 著者名/発表者名
      Mizukoshi Tomoya、Yamada Seiya、Sakakibara Shin-ichi
    • 雑誌名

      eneuro

      巻: 10 号: 10 ページ: 1-21

    • DOI

      10.1523/eneuro.0159-23.2023

    • 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] Inka2 expression in smooth muscle cells and its involvement in cell migration2023

    • 著者名/発表者名
      Yamada Seiya、Tokunaga Akinori、Sakakibara Shin-ichi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 643 ページ: 55-60

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.12.068

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification and expression profile of novel STAND gene Nwd2 in the mouse central nervous system2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Seiya、Furukawa Ryutaro、Sakakibara Shin-ichi
    • 雑誌名

      Gene Expression Patterns

      巻: 46 ページ: 119284-119284

    • DOI

      10.1016/j.gep.2022.119284

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inka2, a novel Pak4 inhibitor, regulates actin dynamics in neuronal development2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Seiya、Mizukoshi Tomoya、Tokunaga Akinori、Sakakibara Shin-ichi
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 18 号: 10 ページ: 1010438-1010438

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1010438

    • 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] Drp1 SUMO/deSUMOylation by Senp5 isoforms influences ER tubulation and mitochondrial dynamics to regulate brain development2021

    • 著者名/発表者名
      Yamada Seiya、Sato Ayaka、Ishihara Naotada、Akiyama Hiroki、Sakakibara Shin-ichi
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 号: 12 ページ: 103484-103484

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.103484

    • 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] タンパク質相互作用から明らかにする新たな大脳皮質発生制御機構2023

    • 著者名/発表者名
      山田晴也,榊原伸一
    • 学会等名
      第64回日本組織細胞化学会総会・学術総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nwd1遺伝子欠失はSERCA2依存性の小胞体ストレス亢進と肝臓のNASH様病態変化を誘導する2023

    • 著者名/発表者名
      山田晴也, 中舘和彦, 堀居拓郎, 小林良祐, 畑田出穂, 水越智也, 榊原伸一
    • 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] 二つのプリン合成経路の協調は時空間的に脳発生を制御する2023

    • 著者名/発表者名
      水越 智也, 山田 晴也, 榊原 伸一
    • 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] Brain development is regulated by the cooperation of two purine synthetic pathways2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Mizukoshi, Seiya Yamada, Shin-ichi Sakakibara
    • 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] The novel STAND proteins Nwd1 and Nwd2 relate with brain development.2023

    • 著者名/発表者名
      Seiya Yamada, Tomoya Mizukoshi, Shin-ichi Sakakibara
    • 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] 脳の中のシナプスはどうやって作られる?新規遺伝子Inka2による形成メカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      山田晴也
    • 学会等名
      早稲田大学 人間科学総合研究センター 生命科学系シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 新規Pak4抑制因子Inka2はスパイン形成時にアクチンを制御する2022

    • 著者名/発表者名
      山田晴也, 水越智也, 徳永暁憲, 榊原伸一
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 神経発達過程における二つのプリン合成経路の発現・機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      水越智也, 山田晴也, 榊原伸一
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Nwd1 controls NSPCs proliferation through purinosome formation2022

    • 著者名/発表者名
      Seiya Yamada, Ayaka Sato, and Shin-ichi Sakakibara
    • 学会等名
      FENS Forum2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Drp1のSUMO化によるミトコンドリア形態制御を介した大脳皮質発生機構2022

    • 著者名/発表者名
      山田晴也, 佐藤彩佳, 石原直忠, 秋山博紀, 榊原伸一
    • 学会等名
      Neuro2022(第45回日本神経科学大会、第65回日本神経化学大会、第32回日本神経回路学会大会)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] プリン合成系タンパク質群の神経発達過程における発現・機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      水越智也, 山田晴也, 榊原伸一
    • 学会等名
      Neuro2022(第45回日本神経科学大会、第65回日本神経化学大会、第32回日本神経回路学会大会)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 大脳皮質発生時Nwd1はプリノソーム形成を調節する2021

    • 著者名/発表者名
      山田 晴也、佐藤 彩佳、榊原 伸一
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会 / CJK第1回国際会議
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nwd1遺伝子とプリノソームによる神経分化制御2021

    • 著者名/発表者名
      山田 晴也、佐藤 彩佳、榊原 伸一
    • 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] 脱SUMO化酵素Senp5によるミトコンドリア形態制御2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤 彩佳、山田 晴也、秋山博紀、榊原 伸一
    • 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] 脱SUMO化酵素Senp5による神経突起制御2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤 彩佳、山田 晴也、秋山博紀、榊原 伸一
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会 / CJK第1回国際会議
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-10-22   更新日: 2025-01-30  

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