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神経軸索におけるタンパク分解機構とその破綻

公募研究

研究領域シナプス・ニューロサーキットパソロジーの創成
研究課題/領域番号 23110517
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関順天堂大学

研究代表者

内山 安男  順天堂大学, 医学部, 教授 (10049091)

研究期間 (年度) 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2011年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワードリソソーム / カテプシンD / オートファジー / LC3 / Atg9A / DFCP1 / Tom20 / spheroid
研究概要

1)軸索/シナプス前領域におけるオートファゴソーム形成因子の同定
カテプシンD欠損(CD-/-)マウス小脳のプルキンエ細胞について、オートファゴソーム形成に必須なLC3とAtg9Aの局在を免疫組織化学的に検討した。通常、LC3はびまん性の陽性反応として細胞体と樹状突起に、Atg9Aは細胞体と軸索/シナプス終末に見られるが、CD-/-マウスでは、粗大顆粒状の陽性反応として認められた。特に、両者とも、軸索では、Spheroidと呼ばれる腫大した部位に一致して顆粒状の陽性反応が集積していた。一方、リソソーム膜に局在するlamp1とトコンドリアATP合成酵素のサブユニットcの陽性反応は軸索には全く認められなかった。電顕的には、CD-/-マウスの軸索のspheroidには二重膜構造をもつオートファゴソーム様の構造物が蓄積し、終末部にも同様の構造が認められた。さらに、CDをプルキンエ細胞特異的に欠損させたマウスを解析しても同様の所見を認めた。これらの結果は、CD-/-マウスのプルキンエ細胞の軸索/終末では細胞体に戻る途中のオートファゴソームが蓄積していることを強く示唆している。
2)得られたそれぞれのTGマウスのラインの選択
Atg9AのTGマウスは最適なものを選定し、CD欠損マウスやParkin欠損マウスとの掛け合わせを開始している。また、Tom20やDFCP1については、高発現マウスの選定を進めている。
3)初代培養神経細胞でのオートファゴソームの解析
大脳皮質神経細胞の初代培養を行い、軸索の発達と共にAtg9Aやlamp1の局在を検討した。完全にTau1陽性になるとAtg9Aはsynaptophysinと共存するが、lamp1は軸索の発達と共に発現が消失することが分かってきた。現在、マウス脳からシナプス前分画を採取し、Atg因子の解析を進めている。

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

軸索/シナプス前領域におけるAtg因子の解析をカテプシンD欠損マウス脳で始め、軸索にはlamp1やカテプシンB陽性の顆粒がないことを、正常と異常、および初代培養神経細胞で確認した。トランスジェニックマウスは予定通り作成が進み、Atg9Aについては、カテプシンDやParkinを欠損するマウスと交配を開始している。

今後の研究の推進方策

本研究の推進は、新学術領域研究(脳内環境)の計画研究班の一員として、"神経軸索におけるタンパク分解機構とその破綻"についての研究を通して実施する。既に、計画班員同士での共同研究も進めている。

報告書

(1件)
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Grafted human-induced pluripotent stem-cell-derived neurospheres promotemotor functional recovery after spinal cord injury in mice2011

    • 著者名/発表者名
      Nori, S., et al
    • 雑誌名

      Proceedings of National Academy of Science U.S.A.

      巻: 108 号: 40 ページ: 16825-16830

    • DOI

      10.1073/pnas.1108077108

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intracellular phosphatidylserine is essential for retrograde membrane traffic through endosomes2011

    • 著者名/発表者名
      Uchida, Y., Hasegawa, J., et al(22名中4番目)
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      巻: 108 号: 38 ページ: 15846

    • DOI

      10.1073/pnas.1109101108

    • NAID

      10030581253

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Generation of mAtg9A transgenic mice2011

    • 著者名/発表者名
      Sasaki M, Uchiyama, Y
    • 学会等名
      Neuroscience 2011(アメリカ神経科学会総会)
    • 発表場所
      Washington, D.C.(ポスター発表)
    • 年月日
      2011-11-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Property of lysosomal storage disease in the CNS of lysosome-associated membrane protein-2 deficient mice2011

    • 著者名/発表者名
      Furuta A, Wada K, Uchiyama, Y
    • 学会等名
      Neuroscience 2011(アメリカ神経科学会総会)
    • 発表場所
      Washington, D.C.(ポスター発表)
    • 年月日
      2011-11-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Possible roles of LC3, ubiquitin, and P62 and/or Nbr1 in the accumulation of lysosomes in neurons deficient in Cathepsin D2011

    • 著者名/発表者名
      Koike M, Uchiyama, Y
    • 学会等名
      Neuroscience 2011(アメリカ神経科学会総会)
    • 発表場所
      Washington, D.C.(ポスター発表)
    • 年月日
      2011-11-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Protective effects of hyaluronan tetrasaccharide on hippocampal pyramidal neurons in neonatal mouse brains after hypoxic-ischemic injury2011

    • 著者名/発表者名
      Sunabori T, Koike M, Uchiyama, Y
    • 学会等名
      Neuroscience 2011(アメリカ神経科学会総会)
    • 発表場所
      Washington, D.C.(ポスター発表)
    • 年月日
      2011-11-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Acceleration of autophagy results in neurodegeneration2011

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama, Y
    • 学会等名
      Plenary Lecture in The 10^<th> China-Japan Joint Seminar on Histochemistry and Cytochemistry
    • 発表場所
      Beijin
    • 年月日
      2011-10-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] The autophagy/lysosomal system is essential for the maintenance of the axon and its terminal2011

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama, Y
    • 学会等名
      Invited speaker in "Synapse in 2011"
    • 発表場所
      Lake Maggiore in Italy
    • 年月日
      2011-09-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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