カルパイン系遺伝子改変マウスを用いた神経疾患病理機能の解明

• 研究課題/領域番号: 22700379
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 神経解剖学・神経病理学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 高野 二郎 独立行政法人理化学研究所, 神経蛋白制御研究チーム, 研究員 (60415213)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010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: カルパイン / プロテアーゼ / カルシウムシグナル / 遺伝子改変マウス / 神経変性疾患 / アルツハイマー病 / 学習記憶

研究概要

本研究において、カルパイン-1およびカルパイン-2両欠損マウスにおける運動異常についての研究を行った。神経特異的に超カルパインを欠損させたマウスは、モリス水迷路において運動・視野能力に異常がみられた。また、神経におけるカルパインの基質を同定するために、試験管内でカルパインを活性化させた組織標本をiTRAQ 法による質量分析を用いた探索により、いくつかの機能に関連したカルパイン基質を特定した。しかし、それらの多くは、生体内では顕著なカルパインによる切断がみられなかったことから、現在は細胞にカルシウムを流入させた後に、カルパインの基質探索を行っている。

研究成果

• [雑誌論文] Calpain-mediated ataxin-3 cleavage in the molecular pathogenesis of spinocerebellar ataxia type 3 (SCA3). (2013)
  • 著者名/発表者名: Hubener J, Weber JJ, Richter C, Honold L, Weiss A, Murad F, Breuer P, Wullner U, Bellstedt P, Paquet-Durand F, Takano J, Saido TC, Riess O, Nguyen HP.
  • 雑誌名: Hum Mol Genet. 巻: 22(3) ページ: 508-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calpain-mediated ataxin-3 cleavage in the molecular pathogenesis of spinocerebellar ataxia type 3 (SCA3). (2013)
  • 著者名/発表者名: Hübener J
  • 雑誌名: Hum Mol Genet 巻: 22 号: 3 ページ: 508-18
  • DOI: 10.1093/hmg/dds449
  • 査読あり
• [雑誌論文] A role for calpain-dependent cleavage of TDP-43 in amyotrophic lateral sclerosis pathology. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamashita T, Hideyama T, Hachiga K, Teramoto S, Takano J, Iwata N, Saido TC, Kwak S.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 3 ページ: 130-130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metabolic stress response implicated in diabetic retinopathy: the role of calpain, and the therapeutic impact of calpain inhibitor. (2012)
  • 著者名/発表者名: Shanab AY, Nakazawa T, Ryu M, Tanaka Y, Himori N, Taguchi K, Yasuda M, Watanabe R, Takano J, Saido T, Minegishi N, Miyata T, Abe T, Yamamoto M.
  • 雑誌名: Neurobiol Dis. 巻: 48(3) ページ: 556-67
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calpastatin overexpression limits calpain-mediated proteolysis and behavioral deficits following traumatic brain injury. (2012)
  • 著者名/発表者名: Schoch KM, Evans HN, Brelsfoard JM, Madathil SK, Takano J, Saido TC, Saatman KE.
  • 雑誌名: Exp Neurol. 巻: 236(2) ページ: 371-82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanistic involvement of the calpain-calpastatin system in Alzheimer neuropathology. (2012)
  • 著者名/発表者名: Higuchi M, Iwata N, Matsuba Y, Takano J, Suemoto T, Maeda J, Ji B, Ono M, Staufenbiel M, Suhara T, Saido TC.
  • 雑誌名: FASEB J. 巻: 26(3) ページ: 1204-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Critical role of calpain in axonal damage-induced retinal ganglion cell death. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryu M, Yasuda M, Shi D, Shanab AY, Watanabe R, Himori N, Omodaka K, Yokoyama Y, Takano J, Saido T, Nakazawa T.
  • 雑誌名: J Neurosci Res. 巻: 90(4) ページ: 802-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] A role for calpain-dependent cleavage of TDP-43 in amyotrophic lateral sclerosis pathology (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamashita T, Hideyama T, Hachiga K, Teramoto S, Takano J, Iwata N, Saido TC, and Kwak S
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 3 号: 1 ページ: 1307-1307
  • DOI: 10.1038/ncomms2303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Critical role of calpain in axonal damage-induced retinal ganglion cell death (2012)
  • 著者名/発表者名: Molin Ryu, Toru Nakazawa, et al
  • 雑誌名: J Neuroci Res 巻: 90 号: 4 ページ: 802-815
  • DOI: 10.1002/jnr.22800
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanistic involvement of the calpain-calpastatin system in Alzheimer neuropathology (2012)
  • 著者名/発表者名: Makoto Higuchi, Nobuhisa Iwata, Yukio Matsuba, Jiro Takano, Takahiro Suemoto, Jun Maeda, Bin Ji, Maiko Ono, Matthias Staufenbiel, Tetsuya Suhara, Takaomi C.Saido
  • 雑誌名: The FASEB Journal 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vital role of the calpain-calpastatin system for placental-integrity-dependent embryonic survival. (2011)
  • 著者名/発表者名: Takano J, Mihira N, Fujioka R, Hosoki E, Chishti AH, Saido TC.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol. 巻: 31(19) ページ: 4097-106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potent amyloidogenicity and pathogenicity of Aβ43. (2011)
  • 著者名/発表者名: Saito T, Suemoto T, Brouwers N, Sleegers K, Funamoto S, Mihira N, Matsuba Y, Yamada K, Nilsson P, Takano J, Nishimura M, Iwata N, Van Broeckhoven C, Ihara Y, Saido TC.
  • 雑誌名: Nat Neurosci. 巻: 14(8) ページ: 1023-32
  • NAID: 120006985066
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cleavage of the vesicular GABA transporter under excitotoxic conditions is followed by accumulation of the truncated transporter in nonsynaptic sites. (2011)
  • 著者名/発表者名: Gomes JR, Lobo AC, Melo CV, Inacio AR, Takano J, Iwata N, Saido TC, de Almeida LP, Wieloch T, Duarte CB.
  • 雑誌名: J Neurosci. 巻: 31(12) ページ: 4622-35
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calpastatin, an endogenous calpain-inhibitor protein, regulates the cleavage of the Cdk5 activator p35 to p25. (2011)
  • 著者名/発表者名: Sato K, Minegishi S, Takano J, Plattner F, Saito T, Asada A, Kawahara H, Iwata N, Saido TC, Hisanaga S.
  • 雑誌名: J Neurochem. 巻: 117(3) ページ: 504-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nicotinic acetylcholine receptor α1 promotes calpain-1 activation and macrophage inflammation in hypercholesterolemic nephropathy. (2011)
  • 著者名/発表者名: Zhang G, Thomas AL, Marshall AL, Kernan KA, Su Y, Zheng Y, Takano J, Saido TC, Eddy AA.
  • 雑誌名: Lab Invest. 巻: 91(1) ページ: 106-23
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calpastatin, an endogenous calpain-inhibitor protein, regulates the cleavage of the Cdk5 activator p35 to p25 (2011)
  • 著者名/発表者名: Sato, et al
  • 雑誌名: J.Neurochem. 巻: 117 号: 3 ページ: 504-515
  • DOI: 10.1111/j.1471-4159.2011.07222.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cleavage of the vesicular GABA transporter under excitotoxic conditions is followed by accumulation of the truncated transporter in nonsynaptic sites (2011)
  • 著者名/発表者名: Joao R.Gomes, Andrea C.Lobo, Carlos V.Melo, Ana R.Inacio, Jiro Takano, Nobuhisa Iwata, Takaomi C.Saido, Luis P.de Almeida, Tadeusz Wieloch, Carlos B.Duarte
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 31 号: 12 ページ: 4622-4635
  • DOI: 10.1523/jneurosci.3541-10.2011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potent amyloidogenicity and pathogenicity of Aβ43 (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Saito, Takahiro Suemoto, Nathalie Brouwers, Kristel Sleegers, Satoru Funamoto, Naomi Mihira, Yukio Matsuba, Kazuyuki Yamada, Per Nilsson, Jiro Takano, Masaki Nishimura, Nobuhisa Iwata, Christine Van Broeckhoven, Yasuo Ihara, Takaomi C Saido
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 巻: 14 号: 8 ページ: 1023-1032
  • DOI: 10.1038/nn.2858
  • NAID: 120006985066
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vital role of the calpain-calpastatin system for placental-integrity-depen dent embryonic survival (2011)
  • 著者名/発表者名: Jiro Takano, Naomi Mihira, Ryo Fujioka, Emi Hosoki, Athar H.Chishti, Takaomi C.Saido
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 巻: 31 号: 19 ページ: 4097-4106
  • DOI: 10.1128/mcb.05189-11
  • 査読あり
• [学会発表] 胎盤発生における細胞内プロテアーゼ・カルパインの生理機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高野二郎
  • 学会等名: 名古屋市立大学産科婦人科学生殖・遺伝セミナー
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2012-07-07
• [学会発表] 成体における細胞内プロテアーゼ・カルパインの機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高野二郎
  • 学会等名: 第2回東北眼科疾患病態研究会
  • 発表場所: 宮城
  • 年月日: 2012-02-28
• [学会発表] 脳内カルパイン様プロテアーゼの解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高野二郎
  • 学会等名: 日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] Analysis of calpain-like protease in brain (2011)
  • 著者名/発表者名: Jiro Takano, Takaomi C.Saido
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 遺伝子改変マウスから分かったカルパイン-1 とカルパイン-2 の機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高野二郎
  • 学会等名: Conference for Biosignal and Medcine
  • 発表場所: 三重
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] Genetic analysis of the calpain-calpastatin system using calpain-1, calpain-2, and calpastatin knockout mice (2010)
  • 著者名/発表者名: Jiro Taknao
  • 学会等名: FASEB Summer Research Conference
  • 発表場所: Carefree, Arizona
  • 年月日: 2010-07-28
• [産業財産権] アルツハイマー病モデル動物およびその用途 (2010)
  • 発明者名: 西道隆臣、岩田修永、斎藤貴志、末元隆寛、高野二郎
  • 権利者名: 独立行政法人理化学研究所
  • 産業財産権番号: 2006-170776
  • 取得年月日: 2010-06-29