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うつ病発症機構におけるタンパクメチル化酵素によるリン酸化シグナル制御の重要性

研究課題

研究課題/領域番号 23K06007
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46030:神経機能学関連
研究機関近畿大学

研究代表者

宮田 信吾  近畿大学, 東洋医学研究所, 教授 (70403194)

研究分担者 遠山 正彌  近畿大学, 東洋医学研究所, 教授 (40028593)
清水 尚子  近畿大学, 東洋医学研究所, 助教 (50572731)
石野 雄吾  近畿大学, 東洋医学研究所, 講師 (80625088)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (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)
2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードタンパクメチル化 / オリゴデンドロサイト / うつ病 / ストレス応答 / リン酸化シグナル
研究開始時の研究の概要

うつ病の発症機構には様々な環境要因や遺伝的要因などが複雑に関与すると考えられている。我々はこれまでに、慢性ストレスによるうつ病発症においてHPA axis 調節不全による脳白質OLs形態・機能異常の存在を見出してきたが、最近になり、タンパクメチル化がうつ病発症に関与している可能性が示唆された。そこで本研究課題では、うつ様症状表出時の脳白質OLs形態・機能異常において、タンパクメチル化酵素によるリン酸化シグナル調節機構の詳細な分子機序を解明することにより、これまでに見出されていなかった新たなうつ病発症機構を明らかにし、うつ病の新規治療薬開発や予防措置への応用に向けた研究基盤の確立を目指す。

研究実績の概要

うつ病の発症にはストレス等の環境要因が大きく関わることが知られているものの、ヒトでのうつ病発症の根本的な分子機序は未だ不明のままである。これまでに、申請者らはうつモデルとして慢性ストレス負荷マウスを作製・検討し、うつ様症状表出時に脳白質オリゴデンドロサイト(OLs)でセリン/スレオニンキナーゼ Sgk1 のリン酸化レベル亢進に伴う OLs 形態・機能異常が起きることを見出してきた。更に、申請者らは一過性ストレス負荷時に観察されるタンパク質アルギニン残基メチル化酵素 PRMT1 の発現増加が慢性ストレスによるうつ様症状表出時には起きない可能性についても見出したことから、OLs 形態・機能異常時におけるSgk1活性化シグナル調節へのメチル化レベルの関与の可能性に注目した。本研究では、うつ様症状表出時の脳白質OLs形態・機能異常におけるPRMT1等によるリン酸化シグナル調節機構の詳細な分子機序を解明することにより、新たなうつ病発症機構開明に向けた研究基盤の確立を目指している。
本年度は、まず基本的動態として一過性ストレスおよび慢性ストレス負荷マウスにおけるSgk1発現量変化およびリン酸化による活性化変化についてin situ hybridizationやwestern blotting法などで確認した。その結果、Sgk1 mRNA量およびタンパク質量は単回ストレスおよび慢性ストレス負荷どちらでも脳梁などの髄鞘オリゴデンドロサイトで増加すること、Sgk1リン酸化レベルについては慢性ストレス負荷時のみオリゴデンドロサイトで増加することを確認した。次に、Sgk1の基質の一つである転写因子FoxO1発現量について、単回ストレスおよび慢性ストレス負荷による変化をwestern blotting等で検討した。その結果、脳梁全体的な検討からは発現量の低下傾向を見出した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

令和5年度に実施した研究成果はほぼ計画通りで順調であり、令和5年度の結果を基にした細胞内分画を用いたより詳細な検討、当初の計画による培養細胞系における各種ベクターの強制発現系の予備検討なども現在のところ特に問題は発生していない。
令和6年度以降は、一過性および慢性ストレス応答間のメチル化とリン酸化の制御機構の相違点を明らかにするために、PRMT1やSgk1の変異体による培養細胞系での機能解析を開始するとともに、モデルマウスの脳内、特に脳梁オリゴデンドロサイト構造変化や機能変化の有無に関する阻害剤を用いた予備検討を実施する予定である。

今後の研究の推進方策

令和6年度は、これまでの研究成果を基に細胞内分画を用いてFoxO1やSgk1等の標的因子の局在変化や機能変化の検討を実施予定であると共に、当初計画通りに培養細胞系における各種ベクターの強制発現系を用いて一過性の刺激または慢性的なストレス刺激等を行うことにより、脳梁オリゴデンドロサイトで見出された現象について詳細な機能解析も実施予定である。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] 脳の発生および構造から見たアルギニン残基のメチル化制御2024

    • 著者名/発表者名
      宮田信吾
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 96 号: 1 ページ: 86-90

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2024.960086

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2024-02-25
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Editorial: Oligodendrocytes: from their development to function and dysfunction2024

    • 著者名/発表者名
      Miyata S, Wake H
    • 雑誌名

      Frontiers in Cellular Neuroscience

      巻: 18 ページ: 1376931-1376931

    • DOI

      10.3389/fncel.2024.1376931

    • 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] 急性病態における意識障害・認知機能障害と漢方薬2024

    • 著者名/発表者名
      宮田信吾
    • 雑誌名

      ICUとCCU

      巻: 48 ページ: 137-143

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 漢方薬の作用機序解明からみたトランスレーショナルリサーチ2023

    • 著者名/発表者名
      宮田信吾
    • 学会等名
      第76回日本自律神経学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 更年期障害の精神神経症状を改善する加味逍遥散の作用機序解明2023

    • 著者名/発表者名
      清水尚子、石野雄吾、小山佳久、武田卓、島田昌一、遠山正彌、宮田信吾
    • 学会等名
      第42回産婦人科漢方研究会 学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] アルギニンメチル化酵素 CARM1 によるオリゴデンドロサイト分化制御2023

    • 著者名/発表者名
      石野雄吾、清水尚子、遠山正彌、宮田信吾
    • 学会等名
      第21回ORIGIN神経科学懇話会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] オリゴデンドロサイト分化に関わる新規シグナル伝達機構と精神疾患2023

    • 著者名/発表者名
      宮田信吾、清水尚子、石野雄吾、遠山正彌
    • 学会等名
      第64回日本神経病理学会総会学術研究会/第66回日本神経化学会大会 合同大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulations of oligodendrocyte differentiation and myelination by protein-arginine methyltransferases2023

    • 著者名/発表者名
      石野雄吾、清水尚子、遠山正彌、宮田信吾
    • 学会等名
      第64回日本神経病理学会総会学術研究会/第66回日本神経化学会大会 合同大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生後発達期のオリゴデンドロサイト産生における DBZ の機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      清水尚子、石野雄吾、遠山正彌、宮田信吾
    • 学会等名
      第64回日本神経病理学会総会学術研究会/第66回日本神経化学会大会 合同大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 近畿大学 東洋医学研究所 分子脳科学研究部門(基礎研究部門)

    • URL

      http://www.med.kindai.ac.jp/toyo/study/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 近畿大学 東洋医学研究所 分子脳科学研究部門(基礎研究部門)研究成果

    • URL

      http://www.med.kindai.ac.jp/toyo/study/results.html

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 近畿大学 東洋医学研究所 分子脳科学研究部門(基礎研究部門)共同研究

    • URL

      https://www.med.kindai.ac.jp/toyo/study/joint_research.html

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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