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2021 年度 実績報告書

アミロイド形成タンパク質の多量体化・チャネル形成・神経毒性発現に及ぼす金属の影響

研究課題

研究課題/領域番号 18K06669
研究機関武蔵野大学

研究代表者

川原 正博  武蔵野大学, 薬学部, 教授 (40224828)

研究分担者 根岸 みどり (加藤みどり)  武蔵野大学, 薬学部, 助教 (30300750)
田中 健一郎  武蔵野大学, 薬学部, 講師 (30555777)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード神経細胞死 / カルシウムホメオスタシス / 亜鉛 / 銅 / 小胞体ストレス / 過酸化 / プリオン病
研究実績の概要

アルツハイマー病(AD)、プリオン病、レビー小体型認知症(DLB)などの神経疾患では、疾患関連タンパク質(それぞれβアミロイドタンパク質、プリオンタンパク質、αシヌクレイン)のコンフォメーション変化によるアミロイド構造形成に伴う異常蓄積と神経毒性が発症に重要な役割を果たす。これらのタンパク質はシナプスに局在しており、亜鉛、銅などの微量金属もシナプスに高濃度で存在している。また、過剰な亜鉛による神経細胞死は脳血管性認知症の発症に関与している。そこで、シナプスにおけるアミロイド形成タンパク質の構造や機能に及ぼす微量金属の影響を明らかにすることを目的として研究を行った結果、アミロイド形成タンパクの多量体化が金属によって異なることをサイズ排除HPLCを用いて明らかにし、これらの結果を基に、シナプスにおけるプリオンタンパクの役割と微量金属の関与についての仮説を提唱している(Kawahara et al., IJMS, 2021)。さらに、三次元組織培養法に依る新たな神経デバイスを確立し、毒性試験のためのスクリーニング系を確立した(Kato-Negishi et al., Sci. Rep 2022) 。また、亜鉛による神経細胞死を詳細に解析した結果、微量の銅の共存によって毒性が大きく増強されることを見出し、小胞体ストレス系やミトコンドリアにおけるJNK経路の関与などを明らかにしているが、さらにセレノメチオニンが毒性を軽減することからROS産生の関与を明らかにした(Tanaka et al., Neural Regen Res 2022)。これらの結果を基に、脳血管性認知症発症には銅と亜鉛の共存が大きく関与するという仮説を提唱している(Kawahara et al., IJMS 2021)。これらの結果は、脳血管性認知症や他の神経疾患の予防・治療法開発のために重要な結果である。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 6件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Effects of selenium-containing compounds on Cu<sup>2+</sup>/Zn<sup>2+</sup>-induced neuronal cell death and potential application as therapeutic agents for neurological diseases2022

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Ken-ichiro、Shimoda Mikako、Kawahara Masahiro
    • 雑誌名

      Neural Regeneration Research

      巻: 17 ページ: 311~311

    • DOI

      10.4103/1673-5374.317968

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Neurotoxicity of Aluminum and its link with neurodegenerative diseases.2022

    • 著者名/発表者名
      Kawahara Masahiro, Tanaka Ken-ichiro, Kato-Negishi Midori
    • 雑誌名

      Metallomics Research

      巻: 1 ページ: MR202104

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cell fiber‐based 3D tissue array for drug response assay2022

    • 著者名/発表者名
      Midori Kato‐Negishi, Jun Sawayama, Masahiro Kawahara,& ShojiTakeuchi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: - ページ: in press

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 神経疾患発症におけるアミロイド形成タンパク質とニューロメタルのクロストーク2022

    • 著者名/発表者名
      川原正博、田中健一郎、根岸みどり
    • 雑誌名

      月刊「細胞」

      巻: 54 ページ: 35-38

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Copper as a Collaborative Partner of Zinc-Induced Neurotoxicity in the Pathogenesis of Vascular Dementia2021

    • 著者名/発表者名
      Kawahara Masahiro、Tanaka Ken-ichiro、Kato-Negishi Midori
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 ページ: 7242~7242

    • DOI

      10.3390/ijms22147242

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Neurometals in the Pathogenesis of Prion Diseases2021

    • 著者名/発表者名
      Kawahara Masahiro、Kato-Negishi Midori、Tanaka Ken-ichiro
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 ページ: 1267~1267

    • DOI

      10.3390/ijms22031267

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Thioredoxin-albumin fusion protein prevents urban aerosol-induced lung injury via suppressing oxidative stress-related neutrophil extracellular trap formation2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Ken-ichiro、Kubota Maho、Shimoda Mikako、Hayase Tomoko、Miyaguchi Mamika、Kobayashi Nahoko、Ikeda Mayumi、Ishima Yu、Kawahara Masahiro
    • 雑誌名

      Environmental Pollution

      巻: 268 ページ: 115787~115787

    • DOI

      10.1016/j.envpol.2020.115787

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 微量金属元素のホメオスタシス崩壊が導く神経細胞死の誘導機構解明2021

    • 著者名/発表者名
      田中健一郎
    • 雑誌名

      薬学研究の進歩

      巻: 37 ページ: 49-54

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 微量金属元素のホメオスタシス崩壊が導く神経細胞死の誘導機構解明2021

    • 著者名/発表者名
      田中健一郎
    • 雑誌名

      Biomedical Research on Trace Elements

      巻: 32 ページ: 16-23

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 呼吸器疾患領域におけるメタロチオネインの機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      田中健一郎, 下田実可子, 高藤綾香, 高畑南咲, 門田佳人, 川上隆茂, 鈴木真也, 川原 正博
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] Screening and Structure Determination of Protective Substances Against Senile Dementia: From Analytical Chemistry to Neurochemistry2021

    • 著者名/発表者名
      Kawahara Masahiro
    • 学会等名
      31st International Symposium on Pharamaceutical and Biomedical Analysis (PBA2021)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 神経疾患発症における金属の影響:金属-金属および金属-タンパク質相互作用による神経細胞死2021

    • 著者名/発表者名
      川原正博
    • 学会等名
      第74回日本酸化ストレス学会・第21回日本NO学会合同学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 銅による神経毒性増強および神経疾患の発症2021

    • 著者名/発表者名
      川原正博
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 機能的な3次元神経組織構築のための細胞ファイバ技術、第44回(2021.07.28-31)2021

    • 著者名/発表者名
      根岸みどり
    • 学会等名
      日本神経科学大会/第1回CJK国際会議(シンポジウム)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 6-hydroxydopamineによる神経細胞死・神経炎症に対するカルノシン(βAla-His)の有効性解析, , 2021年11月.2021

    • 著者名/発表者名
      塩田沙智恵, 榊原緒妃菜, 久保田真帆, 下田実可子, 田中健一郎, 川原正博.
    • 学会等名
      新アミノ酸分析研究会第11回学術講演会
  • [学会発表] 銅によって増強される亜鉛神経細胞死の分子メカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      川原正博、徳永汐凜、田中健一郎
    • 学会等名
      第32回日本微量元素学会学術集会

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公開日: 2022-12-28  

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