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酸素化アミロイド分解におけるオートファジー機構の重要性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23KK0133
研究種目

国際共同研究加速基金(海外連携研究)

配分区分基金
審査区分 中区分47:薬学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

富田 泰輔  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (30292957)

研究分担者 金井 求  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (20243264)
堀 由起子  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (80610683)
マラフスカ カタジナ・ヨアンナ  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 特別研究員 (90986374)
巽 俊文  東京大学, アイソトープ総合センター, 特任助教 (80868232)
研究期間 (年度) 2023-09-08 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
20,800千円 (直接経費: 16,000千円、間接経費: 4,800千円)
2026年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2025年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2024年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード認知症 / アミロイド / オートファジー / 細胞連関 / タンパク分解
研究開始時の研究の概要

タンパク質が異常に凝集してアミロイドを形成し細胞内外に蓄積することが、様々な神経変性疾患共通の発症原因と考えられている。本研究においては研究代表者らが独自に開発した光酸素化触媒を用いた細胞内酸素化アミロイド除去機構について、海外共同研究体制によりオートファジーが介在するメカニズムの解明を目的として研究を遂行する。

研究実績の概要

タンパク質が異常に凝集してアミロイドを形成し細胞内外に蓄積することが、様々な神経変性疾患共通の発症原因と考えられている。申請者らはこれまで独自に、光エネルギーを用いてアミロイドを酸素化修飾する光酸素化触媒を開発し、「酸素化によるアミロイドの凝集抑制と除去」という基本コンセプトを確立した。本連携研究研究においては、特にHis残基酸素化によるオートファジー機構を介した分解促進という観点から、生体内での酸素化というアミロイド動態制御法のproof of conceptを示すことを研究目的とする。特に酸素化による「分子的変容に対する生体側の応答」という観点から特にオートファジーに着目し研究を遂行する。当該年度においては、スウェーデンの研究グループにおいて樹立されたオートファジー欠損タウ蓄積モデルマウスによってその薬効を検証するための基礎的実験として通常のタウ蓄積モデルマウスを用いてその薬効評価とシングルセルRNAシーケンス解析を行った。その結果、ミクログリアやアストロサイトなどのグリア細胞応答が大きく変化していることが明らかとなった。一方、脳へ直接酸素化タンパクをインジェクションする実験により細胞外タウアミロイドへの影響を検討したところ、酸素化の有無は特に細胞外タウの代謝速度を変化させなかったことから、神経細胞内でのタウ代謝が変化していることが推測された。更
にCSF1R阻害剤を用いたミクログリア欠失実験を行い酸素化の影響を検討したところ、ミクログリア欠失時には神経細胞内タウアミロイドの代謝が変化しなかった。これらの結果は神経細胞内でのオートファジー経路の活性化にミクログリアが関わっていることを示唆している。

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

日本、スウェーデンそれぞれのグループで準備を順調に進めている。

今後の研究の推進方策

これまでの結果より、神経細胞とミクログリアの機能的細胞連関が酸素化による神経細胞内オートファジーの亢進に関わっていることが示唆された。今後スウェーデングループにおいて樹立されているオートファジー欠失マウスを用いて同時に遺伝学的な解析を行うことで更にその相互作用について明らかとなることが期待される。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 6件、 招待講演 9件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] カロリンスカ研究所(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Photo‐oxygenation of histidine residue inhibits α‐synuclein aggregation2023

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Reito、Tomizawa Ikumi、Iwai Atsushi、Ikeda Tetsuo、Hirayama Kota、Chiu Yung Wen、Suzuki Takanobu、Tarutani Airi、Mano Tatsuo、Iwata Atsushi、Toda Tatsushi、Sohma Youhei、Kanai Motomu、Hori Yukiko、Tomita Taisuke
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 37 号: 12

    • DOI

      10.1096/fj.202301533r

    • 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] Quantitative Assays for Catalytic Photo-Oxygenation of Alzheimer Disease-Related Tau Proteins2023

    • 著者名/発表者名
      Umeda Hiroki、Sawazaki Taka、Furuta Masahiro、Suzuki Takanobu、Kawashima Shigehiro A.、Mitsunuma Harunobu、Hori Yukiko、Tomita Taisuke、Sohma Youhei、Kanai Motomu
    • 雑誌名

      ACS Chemical Neuroscience

      巻: 14 号: 15 ページ: 2710-2716

    • DOI

      10.1021/acschemneuro.3c00264

    • 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] Attenuation of α-synuclein aggregation by catalytic photo-oxygenation2023

    • 著者名/発表者名
      Iwai Atsushi、Nakamura Reito、Tomizawa Ikumi、Mitsunuma Harunobu、Hori Yukiko、Tomita Taisuke、Sohma Youhei、Kanai Motomu
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 59 号: 38 ページ: 5745-5748

    • DOI

      10.1039/d3cc00665d

    • 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
  • [学会発表] Novel Strategies for Enhanced Amyloid Clearance for Alzheimer Disease Brain.2024

    • 著者名/発表者名
      Taisuke Tomita
    • 学会等名
      Special seminar at the Neuroscience Institute of the University of Chicago
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Non-invasive photo-oxygenation reduces intracellular tau amyloid in the brain of tau model mice.2024

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Hori, Takanobu Suzuki, Taka Sawazaki, Makoto Higuchi, Youhei Sohma, Motomu Kanai, Taisuke Tomita
    • 学会等名
      AD/PD2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Drug discovery research for Alzheimer disease based on the amyloid-beta cascade.2023

    • 著者名/発表者名
      Taisuke Tomita
    • 学会等名
      IAGG Asa/Oceania Regional Congress 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Exploring Proteolytic Approaches for Novel Therapeutic and Diagnostic Strategies for Alzheimer Disease.2023

    • 著者名/発表者名
      Taisuke Tomita
    • 学会等名
      12th General Meeting of the International Proteolysis Society.
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel Strategies for Enhanced Amyloid Clearance for Alzheimer Disease Brain.2023

    • 著者名/発表者名
      Taisuke Tomita
    • 学会等名
      AMED Brain/MINDS International Symposium. Mechanism of Neurodegeneration 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel Strategies for Enhanced Amyloid Clearance for Alzheimer Disease Brain. Seminar at VIB-KU Leuven2023

    • 著者名/発表者名
      Taisuke Tomita
    • 学会等名
      Seminar at VIB-KU Leuven
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Enhanced amyloid clearance by photo-oxygenation against neurodegenerative diseases.2023

    • 著者名/発表者名
      Taisuke Tomita
    • 学会等名
      Mayo Clinic Department of Neuroscience Seminar Series
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 光酸素化触媒による凝集タウ除去機構の解析2023

    • 著者名/発表者名
      中川葉奈子、鈴木崇允、澤崎鷹、相馬洋平、金井求、堀由起子、富田泰輔
    • 学会等名
      2023年度日本生化学会関東支部例会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞内凝集タウに対する光酸素化の薬効の評価2023

    • 著者名/発表者名
      栗山摩衣、鈴木崇允、澤崎鷹、相馬洋平、金井求、堀由起子、富田泰輔:
    • 学会等名
      2023年度日本生化学会関東支部例会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] タウオパチー治療を志向した非侵襲的光酸素化法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      堀由起子、相馬洋平、樋口真人、金井求、富田泰輔
    • 学会等名
      第96回日本生化学大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タウタンパク質の凝集への塩添加効果2023

    • 著者名/発表者名
      高橋知未、山根大典、巽理紗、堀由起子、富田泰輔、栗田玲
    • 学会等名
      第42回日本認知症学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞内凝集タウに対する光酸素化の薬効の評価2023

    • 著者名/発表者名
      栗山摩衣、鈴木崇允、澤崎鷹、相馬洋平、金井求、堀由起子、富田泰輔
    • 学会等名
      第42回日本認知症学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] AAアミロイドーシス治療を目指した光酸素化法の検証2023

    • 著者名/発表者名
      堀由起子、浅井秀一郎、渡邊謙一、相馬洋平、金井求、富田泰輔
    • 学会等名
      第42回日本認知症学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 光酸素化触媒による凝集タウ除去機構の解析2023

    • 著者名/発表者名
      中川葉奈子、鈴木崇允、澤崎鷹、原範和、宮下哲典、池内健、相馬洋平、金井求、堀由起子、富田泰輔
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] タウオパチー治療を志向した非侵襲的光酸素化法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      堀由起子、相馬洋平、樋口真人、金井求、富田泰輔
    • 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 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞内凝集タウに対する光酸素化の薬効の評価2023

    • 著者名/発表者名
      栗山摩衣、鈴木崇允、澤崎鷹、相馬洋平、金井求、堀由起子、富田泰輔
    • 学会等名
      第46回日本神経組織培養研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 研究室ウェブサイト

    • URL

      https://neuropsc.f.u-tokyo.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-09-12   更新日: 2024-12-25  

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