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運動がもたらす細胞外マトリックスを介した脳内異常タンパク質の凝集・伝播抑制効果

研究課題

研究課題/領域番号 22K17810
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分59040:栄養学および健康科学関連
研究機関順天堂大学

研究代表者

山下 由莉  順天堂大学, 大学院医学研究科, 助教 (50821675)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード運動 / メカニカルストレス / 骨格筋 / 細胞外マトリックス / ヘパラン硫酸プロテオグリカン / 運動効果 / 神経
研究開始時の研究の概要

運動による加齢性疾患の発症および進行抑制効果が報告されてきた。未だ根本治療のないアルツハイマー型認知症やパーキンソン病の進行においても運動療法の効果が示されたが、これら神経変性疾患の病態の核となる異常タンパク質の凝集・伝播抑制効果の詳細を解明できたものはない。異常タンパク質の蓄積には細胞外マトリックス分子であるヘパラン硫酸プロテオグリカンの関与が知られているが、申請者はこれら細胞外マトリックス分子が骨格筋における運動シグナル変化に関与することを報告した。この発見を基に本研究は、運動シグナルが細胞外マトリックスを介してどのように脳内タンパク質の凝集・伝播に働きかけているかを明らかにする。

研究実績の概要

神経変性疾患に対する運動効果機構の詳細解明は超高齢社会において重要な課題である。神経変性疾患においては異常タンパク質の凝集・蓄積・伝播が病態に寄与し、細胞外マトリックス分子もその蓄積に関与することが報告されている。申請者は、これまで細胞外マトリックスとメカニカルストレスに着目した研究をすすめており、上記から神経変性疾患に抗する運動効果には細胞外マトリックス分子が重要な枠割を果たすのではないかと考えた。これより本研究は、運動刺激が細胞外マトリックス分子を介してどのように異常タンパク質の挙動に働きかけているかを明らかにすることを目的とするものである。
これまでにin vivo、in vitroの運動モデルを用い、骨格筋を中心としたヘパラン硫酸プロテオグリカン関連分子の変化を検証してきた。本年度は、蛍光色素をつけたαシヌクレインの作成・添加により神経細胞側からの評価系の安定化を行った。他、運動効果を推察するにあたり骨格筋培養上清を神経細胞に添加することが必要と考えられるため、上清添加による細胞生存率の評価等を実施した。これには、以前よりパーキンソン病モデルとして使用されることの多い6-hydroxydopamine添加により作成したパーキンソン病細胞モデルでの検証も加えた。更に、骨格筋-脳連関における細胞外マトリックスの役割解明をすすめるうえでは、神経細胞、骨格筋細胞のみではなく、分子・シグナル伝達の要となる間質細胞の関与も重要であることが想定されるため、血管系に関する検討も行っている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

急遽、他のエフォートの一つである臨床業務の勤務地が研究拠点から遠方へ変更となった期間が生じたため、連続的な手技が必要な実験の遂行が一時困難となった。一方、採取可能な実験検体の採取や解析を進め、研究対象とする各種細胞系の評価系の検討・安定化を行った。

今後の研究の推進方策

これまで施行してきた骨格筋細胞運動モデルと神経細胞の異常タンパク質評価実験系、血管系の評価を総合的に解釈することで、細胞外分子を介した筋-脳連関機構を検討する。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Dyssegmental dysplasia Rolland-Desbuquois type is caused by pathogenic variants in HSPG2 - a founder haplotype shared in five patients2024

    • 著者名/発表者名
      Farshadyeganeh Paniz、Yamada Takahiro、Ohashi Hirofumi、Nishimura Gen、Fujita Hiroki、Oishi Yuriko、Nunode Misa、Ishikawa Shuku、Murotsuki Jun、Yamashita Yuri、Ikegawa Shiro、Ogi Tomoo、Arikawa-Hirasawa Eri、Ohno Kinji
    • 雑誌名

      Journal of Human Genetics

      巻: 69 号: 6 ページ: 235-244

    • DOI

      10.1038/s10038-024-01229-6

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of Human-Induced Pluripotent Stem Cells Derived from a Patient with Schwartz Jampel Syndrome Revealed Distinct Hyperexcitability in the Skeletal Muscles2023

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Y, Nakada S, Nakamura K, Sakurai H, Ohno K, Goto T, Mabuchi Y, Akazawa C, Hattori N, Arikawa-Hirasawa E.
    • 雑誌名

      Biomedicines

      巻: 11 号: 3 ページ: 814-814

    • DOI

      10.3390/biomedicines11030814

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Systemic Metabolic Alteration Dependent on the Thyroid‐Liver Axis in Early <scp>PD</scp>2022

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Kengo、Saiki Shinji、Matsumoto Hirotaka、Suzuki Ayami、Yamashita Yuri、Iseki Tatou、Ueno Shin‐Ichi、Shiina Kenta、Kataura Tetsushi、Kamagata Koji、Imamichi Yoko、Sasazawa Yukiko、Fujimaki Motoki、Akamatsu Wado、Hattori Nobutaka
    • 雑誌名

      Annals of Neurology

      巻: 93 号: 2 ページ: 303-316

    • DOI

      10.1002/ana.26510

    • 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] Myocyte Culture with Decellularized Skeletal Muscle Sheet with Observable Interaction with the Extracellular Matrix2022

    • 著者名/発表者名
      Nakada Satoshi、Yamashita Yuri、Akiba Seiya、Shima Takeru、Arikawa-Hirasawa Eri
    • 雑誌名

      Bioengineering

      巻: 9 号: 7 ページ: 309-309

    • DOI

      10.3390/bioengineering9070309

    • 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
  • [学会発表] Dynamic changes of PGC-1alpha isoforms in mechanotransduction mediated by extracellularmatrix.2023

    • 著者名/発表者名
      山下 由莉, 桑原 光汰, 舩山 学, 中田 智史, Kerever Aurelien, 服部 信孝, 平澤 恵理.
    • 学会等名
      第64回日本神経学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] パールカンがもたらす生体の恒常性維持機構について2023

    • 著者名/発表者名
      山下由莉、中田智史、Aurelian Kerver、平澤恵理
    • 学会等名
      第55回日本結合組織学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Dynamic changes in sulfation induced by mechanical stress in skeletal muscle.2022

    • 著者名/発表者名
      Yuri Yamashita, Satoshi Nakada, Aurelien Kerever , Nobutaka Hattori, Eri Hirasawa.
    • 学会等名
      第63回日本神経学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] アセチルコリン誘発性細胞内カルシウム動態におけるパールカンの役割2022

    • 著者名/発表者名
      中田智史、中村京子、山下由莉、平澤(有川)恵理.
    • 学会等名
      第7回日本筋学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [図書] 遺伝子(ゲノム)医学・医療、研究の推進を支援する遺伝子医学 46号(復刊21号)2023

    • 著者名/発表者名
      平澤(有川)恵理、山下由莉
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      メディカルドゥ
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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