ＬＩＳ１による細胞内ロジスティックスと滑脳症発症の関係

• 研究領域: 細胞内ロジスティクス：病態の理解に向けた細胞内物流システムの融合研究
• 研究課題/領域番号: 23113723
• 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: 大阪市立大学
• 研究代表者: 山田 雅巳 大阪市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (10322851)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2012年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2011年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 低分子量GTPase Rab6a / 細胞質ダイニン / LIS1 / 滑脳症 / 細胞内物質輸送 / 神経細胞遊走 / 蛍光相互相関分光法(FCCS) / 量子ドット / 細胞内ロジスティクス / 微小管モータータンパク質 / 低分子量GTPase Rab6 / 神経遊走 / カルパイン阻害薬

研究実績の概要

本研究課題は、滑脳症原因遺伝子LIS1の機能不全による「細胞内物流の攪乱・破綻」に起因する「神経細胞遊走の欠如」の観点から滑脳症発症メカニズムを解明することを目標とする。これまでに私たちは、LIS1が微小管モータータンパク質の1つである細胞質ダイニンをアイドリング状態で微小管プラス端(神経終末)までリサイクルしていることを明らかにしてきた。当該年度(平成24年度)に於いては、具体的には、神経細胞終末での細胞質ダイニンの活性化メカニズムを蛍光分子イメージングにより解明することを目的とした。これらの神経細胞内における分子ダイナミクスが、神経細胞遊走という力学的現象を如何にして制御しているかを解明することは、神経細胞遊走障害を伴う先天性疾患の発症メカニズムの解明のためには意義があり、重要性も高い。本研究課題(平成23年度)に於いては、in vitro蛍光標識微小管グライディングアッセイによるスクリーニングの結果、低分量GTPase Rab6aをLIS1・細胞質ダイニン複合体の再編成過程を制御している候補因子として同定することができた。当該年度(平成24年度)は、低分量GTPase Rab6の神経細胞内での機能的役割を蛍光相互相関分光法(FCCS)、蛍光1分子イメージングによるin situ蛍光分子イメージング、量子ドット蛍光標識によるin vitro微小管トランスポートアッセイ、微小管共沈法、免疫沈降法等により詳細に検討した。これらより、活性型低分子量GTPaseRab6aは、神経細胞終末領域で、LIS1によってリサイクルされてきた細胞質ダイニンに直接結合することによって活性化し、細胞質ダイニン自身が微小管モーター分子として働く逆向性輸送複合体を形成するという新しい微小管モータータンパク質の分子制御メカニズムを示すことができた。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Post-natal therapeutic intervention for lissencephaly using a blood-brain-barrier permeable calpain inhibitor (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiori Toba, Yasuhisa Tamura, Kanako Kumamoto, Masami Yamada, Keizo Takao, Satoko Hattori, Tsuyoshi Miyakawa, Yosky Kataoka, Mitsuyoshi Azuma, Kiyoshi Hayasaka, Masano Amamoto, Keiko Tominaga, Anthony Wynshaw-Boris, Mitsuhiro Kato and Shinji Hirotsune
  • 雑誌名: SNJ1945 Scientific Reports 巻: 3 号: 1 ページ: 1224-1224
  • DOI: 10.1038/srep01224
  • 査読あり
• [雑誌論文] LIS1による細胞内ロジスティクスと滑脳症発症メカニズム (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田雅巳
  • 雑誌名: 新学術領域研究・細胞内ロジスティクス班・ ニュースレター 巻: 3 ページ: 3-7
• [雑誌論文] LIS1による細胞内ロジスティクスと滑脳症発症の関係 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田雅巳
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 51(6) ページ: 268-269
  • NAID: 10030037995
  • 査読あり
• [学会発表] 低分子量GTPase Rab6Aによる細胞質ダイニンの活性化メカニズムの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田雅巳
  • 学会等名: 第85回 日本生化学会大会
  • 発表場所: マリンメッセ福岡
  • 年月日: 2012-12-16
• [学会発表] 低分子量GTPase Rab6Aによる細胞質ダイニンの活性化メカニズムの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田雅巳
  • 学会等名: 第35回 日本分子生物学会
  • 発表場所: マリンメッセ福岡
  • 年月日: 2012-12-13
• [学会発表] ＬＩＳ１による細胞内ロジスティクスと滑脳症発症の関係 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田雅巳
  • 学会等名: 第4回 新学術領域研究「細胞内ロジスティックス」班会議
  • 発表場所: 仙台市太白区秋保町秋保温泉岩沼屋
  • 年月日: 2012-06-15
• [学会発表] Inhibition of calpain increases LIS1(PAFAHIB1) and partially rescues in vivo phenotypes in a mouse model of lissence (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田雅巳
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシッコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2011-12-17
• [学会発表] Inhibition of calpain increases LIS1(PAFAH1B1) and partially rescues in vivo phenotypes in a mouse model of lissence (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田雅巳
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会館(京都)
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] Inhibition of calpain increases LIS1(PAFAH1B1) and partially rescues in vivo phenotypes in a mouse model of lissence (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田雅巳
  • 学会等名: 第63回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 札幌(北海道大学)
  • 年月日: 2011-06-29
• [学会発表] LIS1による細胞内ロジスティックスと滑脳症発症の関係 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田雅巳
  • 学会等名: 新学術領域研究第3回細胞内ロジスティクス班会議
  • 発表場所: 鳥羽シーサイドホテル(三重)
  • 年月日: 2011-06-01
• [備考]
  • URL: http://www.med.osaka-cu.ac.jp/biochem2/
• [備考]
  • URL: http://www.med.osaka-cu.ac.jp/biochem2/
• [産業財産権] 神経細胞の遊走障害を伴う 疾患の判別方法 (2013)
  • 発明者名: 山田雅巳
  • 権利者名: 大阪市立大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-02-05