運動ニューロンの恒常性維持に関わる分子機構の解明

• 研究課題/領域番号: 26290018
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経解剖学・神経病理学
• 研究機関: 東海大学
• 研究代表者: 秦野 伸二 東海大学, 医学部, 教授 (60281375)
• 研究分担者: 大友 麻子 東海大学, 医学部, 助教 (50535226)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円); 2016年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2015年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2014年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
• キーワード: 脳神経疾患 / 脳・神経 / 神経科学 / 遺伝子発現 / 蛋白質分解 / 酸化ストレス / 運動ニューロン / ALS / 遺伝子 / 蛋白質

研究成果の概要

筋萎縮性側索硬化症(ALS)は、運動ニューロンの選択的変性を特徴とする神経変性疾患である。本研究では、ALS2及びSQSTM1を疾患制御系候補として選び、ALS2及びSQSTM1が担う細胞内システム制御系の分子機構とその異常について解析し、最終的にALS発症に関わる運動ニューロン恒常性維持機構、及びその破綻の分子基盤を明らかにすることを目的とした。本研究遂行の結果、ALS2欠損が変異SOD1誘導性ユビキチン陽性凝集体及びSQSTM1凝集体の細胞外蓄積を加速させるのに対して、SQSTM1欠損はユビキチン陽性凝集体の運動ニューロン内での選択的蓄積及び細胞外蓄積の抑制をもたらすことが明らかとなった。

研究成果

• [国際共同研究] Sichuan University(China)
• [国際共同研究] Sichuan University/Pekin University(China)
• [雑誌論文] Inositol hexakisphosphate kinase 2 is a pre-symptomatic biomarker for amyotrophic lateral sclerosis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Moriya, Y., Nagata, E., Fujii, N., Satoh, T., Ogawa, H., Hadano, S., and Takizawa, S.
  • 雑誌名: Tokai J. Exp. Clin. Med. 巻: 42 ページ: 13-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutation screening of the CHCHD10 gene in Chinese patients with amyotrophic lateral sclerosis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Zhou, Q. Q., Chen, Y. P., Wei, Q. -Q., Cao, B., Wu, Y., Zhao, B., Ou, R. W., Yang, J., Chen, X. P., Hadano, S., and Shang, H. -F.
  • 雑誌名: Mol. Neurobiol 巻: 印刷中 号: 5 ページ: 3189-3194
  • DOI: 10.1007/s12035-016-9888-0
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Functional links between SQSTM1 and ALS2 in the pathogenesis of ALS: Cumulative impact on the protection against mutant SOD1-mediated motor dysfunction in mice (2016)
  • 著者名/発表者名: Hadano, S., Mitsui, S., Pan, L., Otomo, A., Kubo, M., Sato, K., Ono, S., Onodera, W., Abe, K., Koike, M., Uchiyama, Y., Aoki, M., Warabi, E., Yamamoto, M., Ishii, T., Yanagawa, T., Shang, HF., Yoshii, F
  • 雑誌名: Hum. Mol. Genet. 巻: 25 号: 15 ページ: 3321-3340
  • DOI: 10.1093/hmg/ddw180
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Aberration of miRNAs expression in leukocytes from sporadic amyotrophic lateral sclerosis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Chen, Y. P., Wei, Q. Q., Chen, X. P., Li, C. Y., Cao, B., Ou, R. W., Hadano, S., and Shang, H. -F.
  • 雑誌名: Front. Mol. Neurosci. 巻: 9
  • DOI: 10.3389/fnmol.2016.00069
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy (3rd edition) (2016)
  • 著者名/発表者名: Klionsky DJ., Abdelmohsen K., Abe A., Abedin MJ.,Inomata M., et al.
  • 雑誌名: Autophagy 巻: 12(1) 号: 1 ページ: 1-222
  • DOI: 10.1080/15548627.2015.1100356
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Six SQSTM1 mutations in a Chinese amyotrophic lateral sclerosis cohort. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yang, Y., Tang, L., Zhang, N., Pan, L., Hadano, S., and Fan, D. -S.
  • 雑誌名: Amyotroph. Lateral Scler. Frontotempo. Degen. 巻: in press 号: 5-6 ページ: 378-384
  • DOI: 10.3109/21678421.2015.1009466
  • 査読あり
• [学会発表] Dichotomous effect of systemic overexpression of SQSTM1 on disease onset and post-onset survival in SOD1H46R mice. (2017)
  • 著者名/発表者名: Mitsui, S., Otomo, A., Nozaki, M., Ono, S., Sato, K., Shirakawa, R., Adachi, H., Aoki, M., Sobue, G., Shang, H. -F. and Hadano, S.
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県・千葉市）
  • 年月日: 2017-07-20
• [学会発表] The ALS2-interacting protein Rab30 is a possible regulator for vesicular trafficking between early endosome and the Golgi apparatus. (2017)
  • 著者名/発表者名: Otomo, A., Matsui, K., Onodera, W., Sugiyama, J., Ishida, T., Sato, K., Mitsui, S., Shirakawa, R., Nozaki, M., Ono, S., Fukuda, M., and Hadano, S.
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県・千葉市）
  • 年月日: 2017-07-20
• [学会発表] 軸索輸送現象の定量評価に向けた開放型マイクロデバイスの開発および評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 横山奨，串田隆志，石田智之，大友麻子，秦野伸二，木村啓志
  • 学会等名: シンポジウム「細胞アッセイ技術の現状と将来」、細胞アッセイ研究会
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所コンベンションホール（東京都・目黒区）
• [学会発表] Alterations of oligomeric states and subcellular localization of ALS2 mutants underlie the pathogenesis of ALS2-linked motor neuron diseases. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sato, K., Suzuki-Utsunomiya, K., Hiratsuka, Y., Mitsui, S., Ono, S., Otomo, A., and Hadano, S.
  • 学会等名: 27th International Symposium on ALS/MND
  • 発表場所: Dublin (Republic of Ireland)
  • 年月日: 2016-12-07
  • 国際学会
• [学会発表] Systemic overexpression of SQSTM1 accelerates age of disease onset and reduces survival in SOD1H46R mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mitsui, S., Otomo, A., Nozaki, M., Ono, S., Sato, K., Shirakawa, R., Adachi, H., Aoki, M., Sobue, G., Shang, H. -F., and Hadano, S.
  • 学会等名: 27th International Symposium on ALS/MND
  • 発表場所: Dublin (Republic of Ireland)
  • 年月日: 2016-12-07
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of axonal transport in cultured neurons derived from an ALS mouse model by using the microfluidic cell culture system. (2016)
  • 著者名/発表者名: Otomo, A., Araki, R., Ishida, T., Shirakawa, R., Mitsui, S., Ono, S., Sato, K., Yokoyama, S., Kimura, H., and Hadano, S.
  • 学会等名: 27th International Symposium on ALS/MND
  • 発表場所: Dublin (Republic of Ireland)
  • 年月日: 2016-12-07
  • 国際学会
• [学会発表] ALS患者由来SQSTM1/p62変異体の神経細胞における局在と機能の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 白川涼平、濱祐太郎、大友麻子、Shang, H. -F.、秦野伸二
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] マイクロ流体デバイスを用いたALS疾患モデルの解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石田智之、荒木良介、大友麻子、横山奨、串田隆志、杉山純也、秦野伸二、木村啓志
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] 新規ALS2結合候補分子Rab30の発現及び細胞内動態解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松井香奈、小野寺和歌奈、大友麻子、福田光則、秦野伸二
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] SQSTM1の全身性高発現は変異SOD1発現ALSマウスモデルの発症を早める (2016)
  • 著者名/発表者名: 三井駿、大友麻子、野崎昌久、小野鈴花、佐藤海、白川涼平、足立弘明、青木正志、祖父江元、Shang, H. -F.、秦野伸二
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] ALS2疾患原因変異体の高次構造および細胞内局在の変化はALS2関連運動ニューロン疾患の発症要因である (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤海、鈴木-宇都宮恭子、平塚結衣、三井駿、小野鈴花、大友麻子、秦野伸二
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] Development of novel device with high-throughout axonal transport quantification. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama, S., Wada, J., Kushida, T., Araki, R., Ishida, T., Otomo, A., Hadano, S., and Kimura, H.
  • 学会等名: The 20th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
  • 発表場所: Dublin (Republic of Ireland)
  • 年月日: 2016-10-09
  • 国際学会
• [学会発表] 明暗条件がマウスの行動に及ぼす影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 内藤佳津子、上條あけみ、岩尾佳代子、秦野伸二
  • 学会等名: 第50回日本実験動物技術者協会総会
  • 発表場所: ウェスタ川越（埼玉県・川越市）
  • 年月日: 2016-09-29
• [学会発表] A novel teaching approach based on a DNA experiment lesson in high school biology laboratory class: Scientific inquiry by visualization of DNA sequence conservation and diversity and a developmental lesson to understand genetic diagnosis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Inoue, Y., Otomo, A., Takahashi, K., Moriya, H., Ohnuki, Y., Izumi, S., Miyachi, H., and Hadano, S.
  • 学会等名: 2016 International Conference of East-Asian Association for Science Education (EASE2016 Tokyo)
  • 発表場所: 東京理科大学（東京都・新宿区）
  • 年月日: 2016-08-26
  • 国際学会
• [学会発表] Loss of SQSTM1/p62 but not NFE2L2/Nrf2 exacerbates motor neuron degeneration in a mutant SOD1-expressing mouse ALS model. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hadano, S., Mitsui, S., Otomo, A., Sato, K., Ono, S., Chen, X. P., Aoki, M., Warabi, E., Yamamoto, M., Ishii, T., Yanagawa, T., Shang, H. -F., and Yoshii, F.
  • 学会等名: 15th Asian and Oceanian Congress of Neurology
  • 発表場所: Kuala Lumpur (Malaysia)
  • 年月日: 2016-08-19
  • 国際学会
• [学会発表] Loss of SQSTM1/p62 but not NFE2L2/Nrf2 exacerbates motor neuron degeneration in a mutant SOD1-expressing mouse ALS model. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hadano, S., Mitsui, S., Otomo, A., Sato, K., Ono, S., Chen, X. P., Aoki, M., Warabi, E., Yamamoto, M., Ishii, T., Yanagawa, T., Shang, H. -F., and Yoshii, F.
  • 学会等名: 15th Asian and Oceanian Congress of Neurology
  • 発表場所: Kuala Lumpur Convention Centre (Kuala Lumpur, Malaysia)
  • 年月日: 2016-08-18
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of axonal transport in cultured neurons from ALS model mouse by using the microfluidic cell culture system. (2016)
  • 著者名/発表者名: Otomo, A., Araki, R., Yokoyama, S., Wada, J., Hadano, S., and Kimura, H.
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会（Neuroscience2016）
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-07-20
• [学会発表] The novel ALS2-interacting small G protein Rab17 colocalizes with ALS2/Alsin in recycling endosomes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ono, S., Otomo, A., Fukuda, M., and Hadano, S.
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会（Neuroscience2016）
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-07-20
• [学会発表] The novel ALS2-interacting small G protein Rab17 colocalizes with ALS2/Alsin in recycling endosomes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ono, S., Otomo, A., Fukuda, M., and Hadano, S.
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県、横浜市）
  • 年月日: 2016-07-20
• [学会発表] Analysis of axonal transport in cultured neurons from ALS model mouse by using the microfluidic cell culture system. (2016)
  • 著者名/発表者名: Otomo, A., Araki, R., Yokoyama, S., Wada, J., Hadano, S., and Kimura, H.
  • 学会等名: 第39回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県、横浜市）
  • 年月日: 2016-07-20
• [学会発表] マイクロ流体デバイスを用いた神経疾患モデルの確立. (2016)
  • 著者名/発表者名: 荒木良介、大友麻子、横山奨、和田純希、秦野伸二、木村啓志
  • 学会等名: 細胞アッセイ研究会
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所コンベンションホール（東京都、文京区）
  • 年月日: 2016-01-19
• [学会発表] Molecular pathogenesis of ALS: Dysregulation of membrane trafficking and proteostasis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hadano, S.
  • 学会等名: Annual conference 2016: Movement Disorders and Motor Neuron Disease, Society of Neurology in Sichuan Province
  • 発表場所: Chengdu (China)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 神経変性疾患の発症機序解明に向けた新たな展開 (2016)
  • 著者名/発表者名: 秦野伸二
  • 学会等名: 東海大学総合医学研究所第12回研修会
  • 発表場所: 東海大学医学部（神奈川県・伊勢原市）
• [学会発表] The novel ALS2-interacting small G protein Rab17 colocalizes with ALS2 in recycling endosomes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ono, S., Otomo, A., Onodera, W., Sato, K., Mitsui, S., Fukuda, M., and Hadano, S.
  • 学会等名: 26th International Symposium on ALS/MND
  • 発表場所: JM Marriott Orlando Grande Lakes (Orlando, U.S.A.)
  • 年月日: 2015-12-11
  • 国際学会
• [学会発表] SOD1H46R発現ALSマウスモデルの運動ニューロン変性はNrf2ではなく、p62/SQSTM1の機能喪失により悪化する. (2015)
  • 著者名/発表者名: 三井駿、久保瑞希、潘雷、大友麻子、小池正人、内山安男、青木正志、山本雅之、石井哲郎、柳川徹、Hui-Fang Shang、吉井文均、秦野伸二
  • 学会等名: BMB2015・第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] ALS2疾患原因変異体はALS2複合体構造や細胞内局在を変化させる. (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤海、平塚結衣、大友麻子、秦野伸二
  • 学会等名: BMB2015・第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] ALS2及び新規結合低分子量Gタンパク質Rab17はリサイクリングエンドソームに局在する. (2015)
  • 著者名/発表者名: 小野鈴花、大友麻子、福田光則、秦野伸二
  • 学会等名: BMB2015・第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] マイクロ流体デバイスを用いたALS疾患モデルの確立. (2015)
  • 著者名/発表者名: 荒木良介、大友麻子、横山奨、和田純希、秦野伸二、木村啓志
  • 学会等名: BMB2015・第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] SQSTM1/p62及びその変異体の神経細胞における局在解析. (2015)
  • 著者名/発表者名: 白川涼平、濱祐太郎、大友麻子、秦野伸二
  • 学会等名: BMB2015・第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Loss of p62/SQSTM1 but not Nrf2 accelerates motor neuron degeneration in SOD1H46R transgenic mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mitsui, S., Kubo, M., Pan, L., Otomo, A., Koike, M., Uchiyama, Y., Aoki, M., Yamamoto, M., Ishii, T., Yanagawa, T., Shang, H. -F., Yoshii, F., and Hadano, S.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] Pathogenic mutations in ALS2 alter the oligomeric states of the ALS2 complex and its subcellular localization. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato, K., Hiratsuka, Y., Suzuki-Utsunomiya, K., Otomo, A., and Hadano, S.
  • 学会等名: 第38回日本神経科学大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2015-07-28
• [学会発表] Neurological diseases: Recent advances in studies on genes and their functions. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hadano, S.
  • 学会等名: 2015 Tianfu International Stroke Conference
  • 発表場所: Holiday Inn Chengdu Century City- West Tower (Chengdu, China)
  • 年月日: 2015-05-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Motor neuron diseases: Recent advances in studies on genes and their functions. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hadano, S.
  • 学会等名: Society of Neurology in Sichuan Province
  • 発表場所: Holiday Inn Chengdu Century City- West Tower (Chengdu, China)
  • 年月日: 2015-05-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] p62/SQSTM1 deficiency accelerates motor neuron degeneration in SOD1H46R transgenic mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Pan, L., Otomo, A., Koike, M., Uchiyama, Y., Aoki, M., Abe, K., Ishii, T., Yanagawa, T., Shang, H. -F., Yoshii, F., and Hadano, S.
  • 学会等名: 25th International Symposium on ALS/MND
  • 発表場所: Brussels, Belgium
  • 年月日: 2014-12-05 – 2014-12-07
• [学会発表] Generation and characterization of a novel transgenic mouse model for monitoring the autophagy-endolysosomal system. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hadano, S., Wang, T., Tanaka, M., Hayashi, H., Ogiwara, S., Okada, C., Itoh, M., Fukunishi, N., Iida, Y., Nakamura, A., Otomo, A., and Ohtsuka, M.
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] Identification and characterization of a novel ALS2 interacting protein Rab30. (2014)
  • 著者名/発表者名: Onodera, W., Otomo, A., Fukuda, M., and Hadano, S.
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] Subcellular distribution of ALS2 and the novel ALS2-interacting small G protein Rab17. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ono, S., Otomo, A., Fukuda, M., and Hadano, S.
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] Loss of p62/SQSTM1, an autophagy substrate, aggravates motor dysfunction in a SOD1H46R-expressing mouse ALS model. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hadano, S., Pan, L., Otomo, A., Abe, K., Koike, M., Uchiyama, Y., Aoki, M., Ishii, T., Yanagawa, T., Shang, H. -F., and Yoshii, F.
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] オートファジー関連因子p62/SQSTM1の機能喪失はALSマウスモデルの疾患症状を悪化させる (2014)
  • 著者名/発表者名: 秦野伸二、潘雷、大友麻子、阿部幸一郎、小池正人、内山安男、青木正志、吉井文均、石井哲郎、柳川徹
  • 学会等名: 日本実験動物科学技術さっぽろ2014：第61回日本実験動物学会総会/第48回日本実験動物技術者協会総会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-05-15 – 2014-05-17