マウス脳の神経回路形成におけるリソゾームカテプシン群の役割について

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17790141
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 小池 正人 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (80347210)
• キーワード: リソソーム / カテプシンD / カテプシンL / カテプシンB / ノックアウトマウス / ダブルノックアウトマウス / オートファジー / 神経性セロイドリポフスチン蓄積症

研究概要

カテプシンBとL、カテプシンDとL、およびBとDのダブルノックアウトマウスは平均的に生後14日前後まで生存するが、中には20日近くまで生存するものもあった。カテプシンBとL、カテプシンDとL、およびBとDのダブルノックアウトマウスは中枢神経系においてカテプシンD単独欠損マウスと同様リソゾーム蓄積症様の神経病理学的所見を呈した。これら3系統はD単独欠損マウスの所見に加え、軸索の変性がより顕著で、脳梁におけるspheroid様構造の著名な集積が認められた。このようなspheroid内に蓄積する構造物はオートファゴソームに由来することを電子顕微鏡観察および新規マーカーLC3を用いた免疫組織化学で明らかにした。また、細胞内の封入体の種類を比較したところ、D単独欠損マウスで認められたミエリン様に層状化した膜をもつ小体がカテプシンBとLでは認められない一方、両者とも神経性セロイドリポフスチン蓄積症の特徴であるミトコンドリア内膜のサブユニットc蛋白の蓄積が認められることが明らかとなった。カテプシンDとL、およびBとDのダブルノックアウトマウスはD単独欠損マウスと同様網膜変性像が観察されたが、少なくとも生後14日の時点のカテプシンBとL欠損マウスでは網膜変性像を認めなかった。神経組織以外の所見としてカテプシンBとLおよびカテプシンDとL欠損マウスにおいては、生後10日前後で対照群に比べ毛が短いこと、脂肪肝を呈することが明らかであったが、カテプシンBとD欠損マウスにおいてはそのような現象は認められなかった。

研究成果

• [雑誌論文] Proteolytic degradation of glutamate decarboxylase mediates disinhibition of hippocampal CA3 pyramidal cells in cathepsin D-deficient mice. (2005)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, T., Hayashi, Y., Yamada, J., Zhang, J., Yamasaki, R., Ukai, K., Koike, M., Mine, K., von Figura, K., Peters, C., Saftig, P., Uchiyama, Y., Nakanishi, H.
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 94巻3号 ページ: 680-691
• [雑誌論文] Phosphatidylserine-dependent engulfment by macrophages of nuclei expelled from etythroid precursor cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, H., Kawane, K., Koike, M., Mori, Y., Uchiyama, Y., Nagata, S.
  • 雑誌名: Nature 437巻7059号 ページ: 754-758
• [雑誌論文] Human Herpesvirus 6 Open reading frame Ul4 protein and cellular p53 interact with each other and are contained in the virion. (2005)
  • 著者名/発表者名: Takemoto, M., Koike, M., Mori, Y., Yonemoto, S., Sasamoto, Y., Kondo, K., Uchiyama, Y., Yamanishi, K.
  • 雑誌名: Journal of Virology 79巻10号 ページ: 13037-13046
• [雑誌論文] Participation of Autophagy in Storage of Lysosomes in Neurons from Mouse Models of Neuronal Ceroid-Lipofuscinoses(Batten Disease). (2005)
  • 著者名/発表者名: Koike, M., Shibata, M., Waguri, S., Yoshimura, K., Tanida, I., Kominami, E., Gotow, T., Peters, C., von Figura, K., Mizushima, N., Saftig, P., Uchiyama, Y.
  • 雑誌名: American Journal of Pathology 167巻6号 ページ: 1713-1728
• [雑誌論文] Loss of autophagy in the central nervous system causes neurodegeneration
  • 著者名/発表者名: Komatsu, M., Waguri, S., Chiba, T., Murata, S., Iwata J., Ueno, T., Koike, M., Uchiyama, Y., Kominami, E., Tanaka, K.
  • 雑誌名: Nature (印刷中)