ユビキチンリガーゼＳＣＲＡＰＰＥＲが調節するシナプス蛋白質の超解像イメージング

• 研究課題/領域番号: 26460388
• 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: 病態医化学
• 研究機関: 浜松医科大学
• 研究代表者: 矢尾 育子 浜松医科大学, 光尖端医学教育研究センター, 准教授 (60399681)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: シナプス / 蛋白質 / 神経可塑性 / ユビキチン / SCRAPPER / 質量分析 / イメージング / 老化 / 超解像

研究成果の概要

ユビキチン化の異常は多くの神経変性疾患で見られ、神経伝達物質放出異常もまた多くの神経疾患に関与する。申請者らが同定したユビキチンリガーゼSCRAPPERを介した、蛋白質分解による細胞・個体機能制御を統合的に理解することを試みた。Scrapperノックアウトマウスの脳を用いて、変動している蛋白質の量を検証した結果、ノックアウトマウス脳では大きな変動が起こっていることが明らかとなった。また、複数の神経伝達物質が脳の領域ごとに変化していることが明らかとなった。これらの結果はSCRAPPERの神経組織における役割、すなわち神経伝達物質の放出制御、神経可塑性、恐怖・不安様行動と関連することが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究はユビキチンプロテアソーム系による神経シナプス脱構築および神経伝達制御の分子機構解明を目指すものである。SCRAPPER依存的なユビキチンプロテアソーム系分解が調節するシナプス関連分子の挙動を明らかにすることは、シナプス伝達の場におけるユビキチン化の時空間的な詳細の解明につながり、ひいては神経難病の医化学的病態理解が進むことが期待される。

研究成果

• [国際共同研究] トロント大学(カナダ)
• [国際共同研究] トロント大学(カナダ)
• [雑誌論文] N-3 fatty acids modulate repeated stress-evoked pain chronicity (2019)
  • 著者名/発表者名: 1.Aizawa F, Sato S, Yamazaki F, Yao I, Yamashita T, Nakamoto K, Kasuya F, Setou M, Tokuyama S
  • 雑誌名: Brain Res 巻: 1714 ページ: 218-226
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2019.03.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging mass spectrometry reveals sodium lauryl sulfate-induced changes in skin lipoquality, principally affecting sphingomyelin (2019)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Saito、Fumihiro Eto、Shiro Takei、Ikuko Yao、Mitsutoshi Setou
  • 雑誌名: Medical Mass Spectrometry 巻: 3 ページ: 1-8
  • NAID: 130007897976
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lysophosphatidic acid precursor levels decrease and an arachidonic acid-containing phosphatidylcholine level increases in the dorsal root ganglion of mice after peripheral nerve injury (2018)
  • 著者名/発表者名: Mihara Yuki、Horikawa Makoto、Sato Shumpei、Eto Fumihiro、Hanada Mitsuru、Banno Tomohiro、Arima Hideyuki、Ushirozako Hiroki、Yamada Tomohiro、Xu Dongmin、Okamoto Ayako、Yamazaki Fumiyoshi、Takei Shiro、Omura Takao、Yao Ikuko、Matsuyama Yukihiro、Setou Mitsutoshi
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 巻: 698 ページ: 69-75
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2018.12.035
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Visualization of local phosphatidylcholine synthesis within hippocampal neurons using a compartmentalized culture system and imaging mass spectrometry (2018)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama Eiji、Yao Ikuko、Setou Mitsutoshi
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 495 号: 1 ページ: 1048-1054
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.11.108
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Distinct spatial localization of three types of phosphatidyl choline in rat buccal mucosa identified by matrix-assisted laser desorption/ionization imaging mass spectrometry (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyagi M, Fukano H, Atsumi R, Suzuki H, Setou M, Yao I
  • 雑誌名: Medical Mass Spectrometry 巻: 1 号: 1 ページ: 2-9
  • DOI: 10.24508/mms.2017.06.002
  • NAID: 130007897667
  • ISSN: 2432-7441, 2432-745X
  • 年月日: 2017-06-25
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] SCRAPPER Selectively Contributes to Spontaneous Release and Presynaptic Long-Term Potentiation in the Anterior Cingulate Cortex (2017)
  • 著者名/発表者名: Koga Kohei、Yao Ikuko、Setou Mitsutoshi、Zhuo Min
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 37 号: 14 ページ: 3887-3895
  • DOI: 10.1523/jneurosci.0023-16.2017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Sulfatide species with various fatty acid chains in oligodendrocytes at different developmental stages determined by imaging mass spectrometry (2017)
  • 著者名/発表者名: Yukie Hirahara, Taketoshi Wakabayashi, Tetsuji Mori, Taro Koike, Ikuko Yao, Masayuki Tsuda , Koichi Honke, Hitoshi Gotoh, Katsuhiko Ono, Hisao Yamada.
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 巻: 140 号: 3 ページ: 435-450
  • DOI: 10.1111/jnc.13897
  • NAID: 120006778373
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of Brain-Enriched Guanylate Kinase-Associated Protein (BEGAIN) in Chronic Pain after Peripheral Nerve Injury. (2016)
  • 著者名/発表者名: Katano T, Fukuda M, Furue H, Yamazaki M, Abe M, Watanabe M, Nishida K, Yao I, Yamada A, Hata Y, Okumura N, Nakazawa T, Yamamoto T, Sakimura K, Takao T, Ito S.
  • 雑誌名: eNeuro. 巻: 3 号: 5 ページ: 0110-16
  • DOI: 10.1523/eneuro.0110-16.2016
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Doublet 7 shortening, doublet 5-preferential poly-Glu reduction, and beating stall of sperm flagella in Ttll9-/- mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Konno A, Ikegami K, Konishi Y, Yang HJ, Abe M, Yamazaki M, Sakimura K, Yao I, Shiba K, Inaba K, Setou M.
  • 雑誌名: J Cell Sci. 巻: 129 号: 14 ページ: 2757-2766
  • DOI: 10.1242/jcs.185983
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Microscopic visualization of testosterone in mouse testis by use of imaging mass spectrometry. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimma, S., Kumada, H-O., Taniguchi, H., Konno, A., Yao, I., Furuta, K., Matsuda, T. and Ito, S.
  • 雑誌名: Analytical and bioanalytical chemistry 巻: 408 号: 27 ページ: 7607-7615
  • DOI: 10.1007/s00216-016-9594-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of hOvol2 in the XY body of human spermatocytes (2016)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi, Hisanori; Katano, Tayo; Nishida, Kazuhiko; Yao, Ikuko; Morimoto, Yoshiharu; Matsuda, Tadashi; Ito, Seiji
  • 雑誌名: Andrologia 巻: 48 号: 1 ページ: e12599-e12599
  • DOI: 10.1111/and.12599
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Microscopic visualization of testosterone in mouse testis by use of imaging mass spectrometry (2016)
  • 著者名/発表者名: Shuichi Shimma, Henri-Obadja Kumada, Hisanori Taniguchi, Alu Konno, Ikuko Yao, Kyoji Furuta, Tadashi Matsuda, Seiji Ito
  • 雑誌名: Anal Bioanal Chem 巻: 408
  • 査読あり
• [雑誌論文] アセチルコリンの質量分析イメージング (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢尾育子
  • 雑誌名: Journal of the Mass Spectrometry Society of Japan 巻: 64 ページ: 31-34
  • NAID: 130005125537
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Decreased level of phosphatidylcholine (16:0/20:4) in multiple myeloma cells compared to plasma cells: A single-cell MALDI-IMS approach. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hossen A, Nagata Y, Waki M, Ide Y, Takei S, Fukano H, Romero-Perez GA, Tajima S, Yao I, Ohnishi K,Setou M.
  • 雑誌名: Anal Bioanal Chem 巻: 407 号: 18 ページ: 5273-80
  • DOI: 10.1007/s00216-015-8741-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Alisa G. Woods and Costel C. Darie (Eds.): Advancements of mass spectrometry in biomedical research. (2015)
  • 著者名/発表者名: Setou M, Yao I: Alisa G
  • 雑誌名: Anal Bioanal Chem 巻: 407 号: 9-10 ページ: 1283-1284
  • DOI: 10.1007/s10337-015-2888-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] DHA-PC and PSD-95 decrease after loss of synaptophysin and before neuronal loss in patients with Alzheimer's disease. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuki D, Sugiura Y, Zaima N, Akatsu H, Takei S, Yao I, Maesako M, Kinoshita A, Yamamoto T, Kon R, Sugiyama K, Setou M.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: - 号: 1 ページ: 7130-7130
  • DOI: 10.1038/srep07130
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 質量分析イメージングの最新動向 －質量顕微鏡法について (2014)
  • 著者名/発表者名: 武井史郎，矢尾育子
  • 雑誌名: インナービジョン 巻: 29 ページ: 53-57
  • 謝辞記載あり
• [学会発表] 質量分析イメージングで可視化されたScrapperノックアウトマウス脳における神経伝達変化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 衞藤史博、松田孟士、瀬藤光利、矢尾育子
  • 学会等名: 第41回日本神経科学大会
• [学会発表] 質量分析イメージングを用いたAPP/PS1アルツハイマー病モデルマウス脳組織におけるアセチルコリン分泌減少の可視化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松田 孟士、深野 華、久恒 辰博、矢尾 育子
  • 学会等名: 第41回日本神経科学大会
• [学会発表] The breakdown of free fatty acids-GPR40/FFAR1 signaling in the brain induce development of chronic pain after social defeat stress in mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Aizawa Fuka、Yao Ikuko、Sato Shumpei、Yamazaki Fumiyoshi、Yamashita Takuya、Nakamoto Kazuo、Hirasawa Akira、Kurihara Takashi、Kasuya Fumiyo、Miyata Atsuo、Setou Mitsutoshi、Tokuyama Shogo
  • 学会等名: the 50th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 国際学会
• [学会発表] Imaging mass spectrometry revealed the alteration of amine neurotransmitters in Scrapper-knockout mice brain (2018)
  • 著者名/発表者名: Eto Fumihiro、Matsuda Takeshi、Setou Mitsutoshi、Yao Ikuko
  • 学会等名: the 50th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 国際学会
• [学会発表] A manifold learning approach to imaging mass spectrometry analysis in mice brain (2018)
  • 著者名/発表者名: Suetani Hiromichi、Eto Fumihiro、Yao Ikuko
  • 学会等名: the 50th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of rivastigmine distribution in the brain by imaging mass spectrometry (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsuda T, Fukano H, Eto F, Yao I
  • 学会等名: 第36回日本認知症学会学術集会
• [学会発表] Brain amine neurotransmitters are comprehensively visualized by matrix-free laser desorption/ionization imaging mass spectrometry using a unique photocleavable derivatizing agent (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsuda T, Fukano H, Waki M, Takei S, Eto F, Setou M, Maki T, Yao I
  • 学会等名: the 47th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 国際学会
• [学会発表] Alteration of amine neurotransmitters in Scrapper-knockout mice brain visualized by imaging mass spectrometry (2017)
  • 著者名/発表者名: Eto F, Matsuda T, Setou M, Yao I
  • 学会等名: the 47th annual meeting of the Society for Neuroscience
  • 国際学会
• [学会発表] MALDI-IMSを用いたScrapperノックアウトマウス脳組織における神経伝達物質局在分布の可視化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 衞藤史博、松田孟士、瀬藤光利、矢尾育子
  • 学会等名: 第42回日本医用マススペクトル学会年会
• [学会発表] MALDI-IMSを用いたマウス肺組織におけるアセチルコリン局在分布の可視化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松田孟士、矢尾育子
  • 学会等名: 第42回日本医用マススペクトル学会年会
• [学会発表] 光開裂分子を用いたアミノ酸神経伝達物質の質量分析イメージング (2017)
  • 著者名/発表者名: 矢尾育子、深野華、脇紀彦、瀬藤光利、真木俊英
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] 記憶障害を有するAβPPswe/PSEN1dE9アルツハイマー病モデルマウス脳組織におけるアセチルコリンの質量分析イメージング (2017)
  • 著者名/発表者名: 松田孟士、久恒辰博、矢尾育子
  • 学会等名: 第40回日本神経科学大会
• [学会発表] 光開裂分子を用いた神経伝達物質のイメージング (2017)
  • 著者名/発表者名: 深野華、脇紀彦、武井史郎、瀬藤光利、真木俊英、矢尾育子
  • 学会等名: 第65回質量分析総合討論会
• [学会発表] 超解像イメージングによるシナプス伝達制御機構の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 矢尾育子
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会
  • 発表場所: アクトシティ浜松（静岡県浜松市）
  • 招待講演
• [学会発表] 質量顕微鏡法による神経疾患モデル動物解析に向けて (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢尾育子
  • 学会等名: 第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: ビッグパレットふくしま（福島県郡山市）
  • 年月日: 2016-03-28
  • 招待講演
• [学会発表] ユビキチンリガーゼ SCRAPPERによるシナプス可塑性の調節 (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢尾育子
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター （北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-03-22
  • 招待講演
• [学会発表] Mass spectrometry imaging for transitional condition of a drug to the mouse brain (2016)
  • 著者名/発表者名: Yao I
  • 学会等名: 第1回国際マスイメージングセンターミーティング
  • 発表場所: 浜松医科大学（静岡県浜松市）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 質量分析イメージングの実際 (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢尾育子
  • 学会等名: 第56回日本組織細胞化学会総会
  • 発表場所: 関西医科大学 （大阪府枚方市）
  • 年月日: 2015-10-03
  • 招待講演
• [学会発表] 質量分析イメージングで何が見えるか (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢尾育子
  • 学会等名: 第42回BMSコンファレンス
  • 発表場所: 岐阜グランドホテル （岐阜県岐阜市）
  • 年月日: 2015-07-06
  • 招待講演
• [学会発表] Imaging mass spectrometry of acetylcholine for the nerve tissue sections. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yao I
  • 学会等名: The 14th Kyungpook-Hamamatsu Joint Medical Symposium Hamamatsu Meeting
  • 発表場所: 浜松医科大学（静岡県浜松市）
  • 年月日: 2014-09-25
• [学会発表] Mass spectrometry application for tissue imaging (2014)
  • 著者名/発表者名: Ikuko Yao
  • 学会等名: The Conference on Bioactive Peptides for Cell-Cell Communication 2014 - The 30th Anniversary of ANP (Atrial Natriuretic Peptide) Discovery
  • 発表場所: ホテルグランヴィア京都（京都府京都市）
  • 年月日: 2014-09-12
  • 招待講演
• [学会発表] Synaptic localization of CaMKII in the spinal dorsal horn of kinase-dead knock-in mouse in the neuropathic pain model. (2014)
  • 著者名/発表者名: 矢尾育子
  • 学会等名: 第37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: 2014-09-11
• [学会発表] A type of cholinergic dysfunction involves cognitive deficit in a mouse model of Type 2 Diabetes Mellitus/Alzheimer’s disease. (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsuda T, Shibahara M, Yao I, Hisatsune T
  • 学会等名: 第26回国際アルツハイマー病会議 （AAIC 2014)
  • 発表場所: コペンハーゲン（デンマーク）
  • 年月日: 2014-07-13
• [学会発表] 脳内物質を対象とした質量分析イメージングの取り組みとその課題について (2014)
  • 著者名/発表者名: 矢尾育子
  • 学会等名: 第28回日本医用マススペクトル学会東海支部講演会
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2014-06-28
  • 招待講演
• [学会発表] 臨床化学への応用に向けたイメージング質量分析の取り組み (2014)
  • 著者名/発表者名: 矢尾育子
  • 学会等名: 第 67 回日本臨床化学会近畿支部例会
  • 発表場所: 神戸薬科大学（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2014-06-14
  • 招待講演
• [学会発表] 質量分析イメージングで可視化される生体分子情報 (2014)
  • 著者名/発表者名: 矢尾育子
  • 学会等名: バイオイメージ・インフォマティクスワークショップ（BIIWS）2014
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター（愛知県岡崎市）
  • 年月日: 2014-06-09
• [学会発表] 脳情報の解読に向けた質量分析イメージングの取り組み (2014)
  • 著者名/発表者名: 矢尾育子
  • 学会等名: 第62回質量分析総合討論会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2014-05-15
  • 招待講演
• [図書] Lipid machinery investigation using MALDI imaging mass spectrometry. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yao I, Romero GA, Nicolaescu D, Setou M. (T Yokomizo ed)
  • 総ページ数: 429
  • 出版者: "Bioactive Lipid Mediators: Current Reviews and Protocols" from Springer Japan
• [図書] 質量分析イメージングによる脳内環境の可視化(遺伝子医学MOOK 26号) (2014)
  • 著者名/発表者名: 矢尾育子．（高橋良輔，漆谷真，山中宏二，樋口真人編)
  • 出版者: メディカルドゥ