内在化αシヌクレインにおけるESCRTを中心とした小胞輸送に関する研究

• 研究課題/領域番号: 25461264
• 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: 神経内科学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 菅野 直人 東北大学, 大学病院, 助教 (30509550)
• 研究分担者: 武田 篤 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 大学院非常勤講師 (70261534) ; 長谷川 隆文 東北大学, 大学病院, 講師 (70361079)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2013年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: alpha-synuclein / ESCRT / Nedd4 / 小胞輸送

研究概要

神経変性疾患における異常凝集タンパクの細胞間伝播が注目されているが、その機構に関しては未だ不明な点が多い。近年E3ユビキチンライゲースNedd4がαシヌクレイン(aS)に標的タンパクの細胞内移動に関わるK63ユビキチンを付加する事が報告された。Nedd4は膜結合ドメインを持つ事から、内在化し膜近傍に存在するaSの輸送制御への関連に着目し研究を行った。まず、aSをリコンビナントタンパクとして大腸菌で合成し、サイズクロマトグラフィーで<100kDaに精製。細胞内局在の顕微鏡下での可視化のために一部は蛍光色素標識した。実験細胞SH-SY5Yの培地にaSを5μMで添加すると、時間・濃度依存性に後期エンドソームへの蓄積がみられた。in vivoでNedd4はaSをUbcH5, H6存在下でK63ポリユビキチン化した。Nedd4過剰発現条件下ではaSのエンドソーム蓄積が促進し、一方、ユビキチン・リガーゼ欠損変異型(C867A)および基質結合部位欠損変異型(ΔWW)はエンドソーム蓄積に影響を与えなかった。siRNAによるCHMP2Bのノックダウンでエンドソームに蓄積するaSが抑制された事から、aSはESCRTによってエンドソームへターゲッティングされているものと考えられた。基質のプロリンを多く含む領域にNedd4が結合するため、C末端に存在すると予想される部位(PR)を欠損させたaSをリコンビナントタンパクとして精製。これらの変異型aSはNedd4によるユビキチン化が抑制され、またエンドソームへの内在化も抑制された。さらに、PR配列に含まれる2つのプロリンをアラニンに変換した変異体を作製し、うちP120A変異型はユビキチン化・エンドソーム輸送ともに抑制され、P120がaS内在化において重要な役割を持つものと考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] K63-linked ubiquitination by E3 ubiquitin ligase Nedd4-1 facilitates endosomal sequestration of internalized alpha-synuclein (2014)
  • 著者名/発表者名: Sugeno N, Hasegawa T, Tanaka N, Fukuda M, Wakabayashi K, Oshima R, Konno M, Miura E, Kikuchi A, Baba T, Anan T, Nakao M, Geisler S, Aoki M, Takeda A.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Retrospective analysis of Guillain-Barre syndrome and Fisher syndrome after the Great East Japan Earthquake (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Tsuboi, Naoto Sugeno, Maki Tateyama, Ichiro Nakashima, Takafumi Hasegawa, Hiroshi Kuroda, Kimihiko Kaneko, Michiko Kobayashi, Aya Ishigaki, Juichi Fujimori and Masashi Aoki
  • 雑誌名: Brain and Behavior 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolated posterior column lesion in a case with mixed connective tissue disease (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomomi Shijo, Naoto Sugeno, Hiroshi Kuroda, Takafumi Hasegawa, Atsushi Takeda and Masashi Aoki
  • 雑誌名: Neurology and Clinical Neuroscience 巻: in press 号: 3 ページ: 95-95
  • DOI: 10.1111/ncn3.88
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of freezing of gait in patients with Parkinson’s disease by imagining bicycling. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi A, Baba T, Hasegawa T, Sugeno N, Konno M, Miura E, Oshima R, Aoki M, Takeda A.
  • 雑誌名: Case Rep Neurol 巻: 6 号: 1 ページ: 92-95
  • DOI: 10.1159/000362119
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Olfactory Dysfunction and Dementia in Parkinson's Disease. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeda A, Baba T, Kikuchi A, Hasegawa T, Sugeno N, Konno M, Miura E, Mori E.
  • 雑誌名: J Parkinsons Dis. 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Postural leg tremor in X-linked spinal and bulbar muscular atrophy. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama A, Sugeno N, Tateyama M, Nishiyama S, Kato M, Aoki M.
  • 雑誌名: J Clin Neurosci. 巻: 21 号: 5 ページ: 799-802
  • DOI: 10.1016/j.jocn.2013.07.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Corticospinal tract signal changes in a patient with spinal and bulbar muscular atrophy (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoto Sugeno, Ayumu Sunaguchi, Ayumi Nishiyama, Masaaki Kato and Masashi Aoki
  • 雑誌名: Neurology and Clinical Neuroscience 巻: 1 号: 3 ページ: 125-125
  • DOI: 10.1111/j.2049-4173.2013.00025.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Choreoathetosis in a patient with neuromyelitis optica spectrum disorder (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoto Sugeno, Rumiko Izumi, Kazuhiro Kato, Ichiro Nakashima, Atsushi Takeda and Masashi Aoki
  • 雑誌名: Neurology and Clinical Neuroscience 巻: 1 号: 4 ページ: 154-156
  • DOI: 10.1111/ncn3.36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hereditary neuropathy with liability to pressure palsy emerging after hypothyroidism (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimihiko Kaneko, Naoto Sugeno, Maki Tateyama, Tatsuro Misu, Naoki Suzuki and Masashi Aoki
  • 雑誌名: Neurology and Clinical Neuroscience 巻: 1 号: 4 ページ: 160-161
  • DOI: 10.1111/ncn3.41
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hypometabolism in the supplementary and anterior cingulate cortices is related to dysphagia in Parkinson's disease: a cross-sectional and 3-year longitudinal cohort study (2013)
  • 著者名/発表者名: Akio Kikuchi, Toru Baba, Takafumi Hasegawa, Michiko Kobayashi, Naoto Sugeno, Masatoshi Konno, Emiko Miura, Yoshiyuki Hosokai, Toshiyuki Ishioka, Yoshiyuki Nishio, Kazumi Hirayama, Kyoko Suzuki, Masashi Aoki, ShokiTakahashi, Hiroshi Fukuda, Yasuto Itoyama, Etsuro Mori, Atsushi Takeda
  • 雑誌名: BMJ Open 巻: 3 号: 3 ページ: e002249-e002249
  • DOI: 10.1136/bmjopen-2012-002249
  • 査読あり
• [学会発表] K63-linked ubiquitination by E3 ubiquitin ligase Nedd4-1 facilitates endosomal sequestration of internalized alpha-synuclein (2014)
  • 著者名/発表者名: Sugeno N, Hasegawa T, Tanaka N, Fukuda M, Wakabayashi K, Oshima R, Konno M, Miura E, Kikuchi A, Baba T, Anan T, Nakao M, Geisler S, Aoki M, Takeda A.
  • 学会等名: 18th International Congress of Parkinson's Disease and Movement Disorders
  • 発表場所: スウェーデン、ストックホルム
• [学会発表] E3 ubiquitin ligase Nedd4はαシヌクレインのエンドソームへのターゲッティングに重要である (2013)
  • 著者名/発表者名: 菅野直人、長谷川隆文、今野昌俊、三浦永美子、菊池昭夫、青木正志、武田篤
  • 学会等名: 第54回日本神経学会学術大会
  • 発表場所: 東京、東京国際フォーラム
• [学会発表] E3 ubiquitin ligase Nedd4 is a key regulator of the endosomal targeting of a-synuclein (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoto Sugeno, Takafumi Hasegawa, Masatoshi Konno, Emiko Miura, Akio Kikuchi, Masashi Aoki, Atsushi Takeda
  • 学会等名: 17th International Congress of Parkinson's Disease and Movement Disorders
  • 発表場所: オーストラリア、シドニー
• [学会発表] E3ユビキチンライゲースNedd4は細胞外αシヌクレインのエンドソームへのターゲッティングを制御する (2013)
  • 著者名/発表者名: 菅野直人、長谷川隆文、今野昌俊、三浦永美子、大嶋龍司、菊池昭夫、青木正志、武田篤
  • 学会等名: 第7回パーキンソン病・運動障害疾患コングレス
  • 発表場所: 東京、京王プラザホテル
• [学会発表] Nedd4 E3 ubiquitin ligase facilitates the endosomal targeting of extracellular alpha-synuclein (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoto Sugeno, Takafumi Hasegawa, Masatoshi Konno, Emiko Miura, Akio Kikuchi, Masashi Aoki, Atsushi Takeda
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜、パシフィコ横浜
• [学会発表] K63-linked ubiquitination by Nedd4 facilitates endosomal sequestration of internalized α-synuclein (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoto Sugeno, Takafumi Hasegawa, Ryuji Oshima, Nobuyuki Tanaka, Masashi Konno, Emiko Miura, Akio Kikuchi, Toru Baba, Mitsunori Fukuda, Tadashi Anan, Mitsuyoshi Nakao, Sven Geisler, Masashi Aoki and Atsushi Takeda
  • 学会等名: Neuroscience 2013
  • 発表場所: アメリカ合衆国、サン・ディエゴ