損傷神経軸索内ミトコンドリアの品質管理のメカニズム

• 研究課題/領域番号: 25430036
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経解剖学・神経病理学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 桐生 寿美子 (瀬尾寿美子 / 瀬尾 寿美子 / 桐生 寿美子(瀬尾寿美子)) 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (70311529)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: ミトコンドリア / 神経再生 / 運動ニューロン / Drp1 / ミトコンドリア分裂 / 神経変性 / 軸索 / ATF3 / 神経損傷 / 軸索変性 / ミトコンドリアダイナミクス / ダイナミクス / 障害応答性

研究成果の概要

損傷神経細胞の生存・再生には多くのエネルギーが必要される。神経損傷後エネルギー供給源であるミトコンドリアの機能を維持するためミトコンドリアダイナミクス制御が重要であると考えられたが詳細は不明であった。本研究課題では、神経損傷初期よりミトコンドリア分裂が亢進すること、ミトコンドリア分裂は細胞死・軸索変性へ至る過程を示すのではなく神経損傷という緊急状態に適応しミトコンドリアの品質を保持するための応答反応であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Motor nerve arborization requires proteolytic domain of Damage-induced neuronal endopeptidase (DINE) during development (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto S, Kiryu-Seo S, Kiyama H
  • 雑誌名: J Neurosci 巻: in press
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ECEL1 mutation implicates impaired axonal arborization of motor nerves in the pathogenesis of distal arthrogryposis (2016)
  • 著者名/発表者名: Nagata K, Kiryu-Seo S, Tamada H, Okuyama-Uchimura F, Kiyama H, Saido TC
  • 雑誌名: Acta Neuropathol 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proteolipid protein cannot replace P0 protein as the major structural protein of peripheral nervous system myelin (2015)
  • 著者名/発表者名: Yin X, Kiryu-Seo S, Kidd GJ, Feltri ML, Wrabetz L, Trapp BD
  • 雑誌名: Glia 巻: 63 号: 1 ページ: 66-77
  • DOI: 10.1002/glia.22733
  • 査読あり
• [雑誌論文] microRNA-124 is down regulated in nerve injured motor neurons and it potentially targets mRNAs for KLF6 and STAT3 (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagata K, Hama I, Kiryu-Seo S and Kiyama H
  • 雑誌名: Neuroscience 巻: 256 ページ: 426-432
  • DOI: 10.1016/j.neuroscience.2013.10.055
  • 査読あり
• [雑誌論文] ミエリンと軸索ホメオスタシス (2013)
  • 著者名/発表者名: 桐生寿美子、木山博資
  • 雑誌名: 脳21 巻: 16 ページ: 26-30
• [雑誌論文] 運動神経軸索再生とプロテアーゼ (2013)
  • 著者名/発表者名: 木山博資、桐生寿美子、松本早紀子
  • 雑誌名: Peripheral nerve 巻: 24 ページ: 214-218
• [学会発表] The mitochondrial dynamics after neuronal injury (2015)
  • 著者名/発表者名: Sumiko Kiryu-Seo, Hiroshi Kiyama
  • 学会等名: INS2015
  • 発表場所: Cains (Australia)
  • 年月日: 2015-08-23
  • 国際学会
• [学会発表] Mitochondrial dynamics in damaged neurons (2015)
  • 著者名/発表者名: 桐生寿美子、木山博資
  • 学会等名: 第120回日本解剖学会総会、第92回日本生理学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場 （兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] DINE functions as a protease required for the motor nerve terminal arborization and neuromuscular junction formation (2015)
  • 著者名/発表者名: 松本早紀子、桐生寿美子、木山博資
  • 学会等名: 第120回日本解剖学会総会、第92回日本生理学会大会
  • 発表場所: 神戸国展示場 （兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] Nerve injury-induced mitochondrial fission is an essential adaptive response to maintain neuronal survival and promote axonal regeneration (2014)
  • 著者名/発表者名: Sumiko Kiryu-Seo, Hiromi Tamada, Yukina Kato, Naotada Ishihara, Masatoshi Nomura, Katsuyoshi Mihara, Hiroshi Kiyama
  • 学会等名: Neuroscience 2014
  • 発表場所: Washington D.C. (USA)
  • 年月日: 2014-11-18
• [学会発表] Enzymatic activity of Damage-induced neuronal endopeptidase/Endothelin-converting enzyme-like 1 (DINE/ECEL1) is crucial for neuromuscular junction formation during development. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakiko Matsumoto, Sumiko Kiryu-Seo, Hiroshi Kiyama
  • 学会等名: Neuroscience 2014
  • 発表場所: Washington D.C. (USA)
  • 年月日: 2014-11-16
• [学会発表] 神経損傷に応答するミトコンドリア (2014)
  • 著者名/発表者名: 桐生寿美子、木山博資
  • 学会等名: 第57回日本神経化学会大会
  • 発表場所: 奈良県文化会館（奈良県奈良市）
  • 年月日: 2014-09-29
• [学会発表] DINEのプロテアーゼ活性は脊髄運動ニューロン軸索終末分枝及び神経筋接合部形成に必須である (2014)
  • 著者名/発表者名: 松本早紀子、桐生寿美子、木山博資
  • 学会等名: 第57回日本神経化学会大会
  • 発表場所: 奈良県文化会館（奈良県奈良市）
  • 年月日: 2014-09-29
• [学会発表] The protease activity of DINE/ECEL1 is required for the motor nerve terminal arborization and the neuromuscular junction formation (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto S, Kiryu-Seo S, Kiyama H.
  • 学会等名: 6th special conference of the international society for neurochemistry
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-09-21
• [学会発表] Aberrant axonal arborization of motor nerves in Damage-Induced Neuronal Endopeptidase deficient limb (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagata K, Kiryu-Seo S, Kiyama H, Saido TC.
  • 学会等名: Cold spring harbor meeting
  • 発表場所: New York (USA)
  • 年月日: 2014-09-16 – 2014-09-20
• [学会発表] 軸索に存在するDINEはシュワン細胞と相互作用することにより適切な軸索ブランチングおよび神経筋接合部形成を促す
  • 著者名/発表者名: 桐生寿美子、松本早紀子、木山博資
  • 学会等名: Neuro2013
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都市）
• [学会発表] DINE欠損運動神経の骨格筋支配の発生学的異常
  • 著者名/発表者名: 永田健一、桐生寿美子、斉藤貴志、木山博資、西道隆臣
  • 学会等名: Neuro2013
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都市）
• [学会発表] 神経再生・変性に関わるミトコンドリアダイナミクス
  • 著者名/発表者名: 桐生寿美子、木山博資
  • 学会等名: 脳内環境夏の班会議
  • 発表場所: 京都大学医学部紫欄会館（京都市）
• [学会発表] 神経損傷とミトコンドリア
  • 著者名/発表者名: 桐生寿美子、木山博資
  • 学会等名: 脳内環境冬の班会議
  • 発表場所: 東京ガーデンパレス（東京都文京区）
• [学会発表] 脊髄運動ニューロンの軸索最終分枝及び神経筋接合部形成にはDINEのプロテアーゼ活性が必要である
  • 著者名/発表者名: 松本早紀子、桐生寿美子、木山博資
  • 学会等名: 日本解剖学会
  • 発表場所: 自治医科大学（下野市）