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2020 年度 実績報告書

プリオン病の神経細胞障害のメカニズム解明とその障害を改善する化合物の探索

研究課題

研究課題/領域番号 19H03548
研究機関徳島大学

研究代表者

坂口 末廣  徳島大学, 先端酵素学研究所, 教授 (60274635)

研究分担者 千田 淳司  徳島大学, 先端酵素学研究所(次世代), 助教 (20437651)
原 英之  徳島大学, 先端酵素学研究所(次世代), 助教 (40469953)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードプリオン / ソーチリン / ポストゴルジ輸送 / 神経変性 / アトラクチン
研究実績の概要

本研究では、プリオン感染による細胞膜蛋白質のポストゴルジ小胞輸送障害がプリオン病の病態に関与するのか、また蛋白質輸送関連分子ソーチリンの低下がプリオン病の病態に関与するのか明らかにする。そのために、プリオン感染により細胞膜発現が低下することが分かっている細胞膜蛋白質の一つであるアトラクチンやソーチリンの過剰発現トランスジェニック(Tg)マウスを作製し、その後プリオンを感染させ、これらのTgマウスではプリオン病の病態が改善されるのか解析する。また、プリオン感染によりソーチリンが低下するメカニズムを解明する。さらに、プリオン病の治療法開発のために、プリオンの産生を阻害する化合物を同定する。
昨年度、2系統のアトラクチンTgマウスの系統化に成功した。本年度は、交配によりプリオン感染実験に必要な匹数のTgマウスを産出し、プリオン感染実験を開始した。また昨年度には、ソーチリンTgマウスの2匹のファウンダーマウスを作製することに成功した。しかし本年度、これらのTgマウスを系統化し、ソーチリンの脳内発現を解析すると、ソーチリンが発現していないことが判明した。そこで本年度には、ソーチリンTgマウスの作製をもう1度やり直し、その結果少なくとも2系統のソーチリンTgマウスの系統化に成功した。また、これらのTgマウスの脳内にソーチリンが過剰に発現していることも確認した。また本年度は、ソーチリンがゴルジ装置へ逆輸送されるのに関与するある種の蛋白質輸送関連分子を同定した。また本年度は、昨年度同定したプリオン感染細胞においてプリオン産生を抑制する化合物が、プリオン病のモデルマウスでプリオン感染を阻害することを明らかにした。

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

プリオン感染による細胞膜蛋白質のポストゴルジ小胞輸送障害がプリオン病の病態に関与するのか明らかにするために、アトラクチンの過剰発現Tgマウスを作製することに成功し、プリオン感染実験を開始することができている。一方、アトラクチンの細胞膜輸送に関与する分子の同定には至っていない。従って、この研究テーマは概ね順調に進行していると判断される。
また、ソーチリンの低下がプリオン病の病態に関与するのか明らかにするために、ソーチリンの過剰発現Tgマウスの作製に成功し、プリオン感染実験を進めている。従って、この研究テーマは順調に進行していると判断される。
また、プリオン感染によりソーチリンが低下するメカニズムを解明するために、ソーチリンがゴルジ装置へ逆輸送されるのに関与するある種の蛋白質輸送関連分子を同定することに成功している。従って、この研究テーマは順調に進行していると判断される。
また、プリオン病の治療法開発のために、プリオン感染細胞におけるプリオン産生を抑制する化合物の同定に成功し、またプリオン病のマウスモデルを用いて同定した化合物がプリオン感染を阻害することを明らかにしている。従って、この研究テーマは順調に進行していると判断される。
以上により、本研究は概ね順調に進行している判断される。

今後の研究の推進方策

プリオン感染による細胞膜蛋白質のポストゴルジ小胞輸送障害がプリオン病の病態に関与するのか明らかにするために、現在行っているアトラクチンの過剰発現Tgマウスのプリオン感染実験を継続して行う。また、アトラクチンの細胞膜輸送に関与する分子の同定を行い、プリオンによりアトラクチンのポストゴルジ小胞輸送が障害されるメカニズムを明らかにする。
また、蛋白質輸送関連分子ソーチリンの低下がプリオン病の病態に関与するのか明らかにするために、現在行っているソーチリンの過剰発現Tgマウスのプリオン感染実験を継続して行う。
また、プリオン感染によりソーチリンが低下するメカニズムを解明するために、ソーチリンがゴルジ装置へ逆輸送されるのに関与するある種の蛋白質輸送関連分子を同定することに成功しているので、今後同定した蛋白質がプリオン感染によるソーチリンの低下にどのように関与するのか明らかにする。
また、プリオン病の治療法開発のために、同定したプリオン産生を阻害する化合物がプリオン病の治療法開発のためのリード化合物となるように、同定した化合物の構造機能解析を行う。また、同定した化合物がプリオン産生を阻害するメカニズムを明らかにする。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件)

  • [雑誌論文] Vaporized Hydrogen Peroxide and Ozone Gas Synergistically Reduce Prion Infectivity on Stainless Steel Wire2021

    • 著者名/発表者名
      Hara Hideyuki、Chida Junji、Pasiana Agriani Dini、Uchiyama Keiji、Kikuchi Yutaka、Naito Tomoko、Takahashi Yuichi、Yamamura Junji、Kuromatsu Hisashi、Sakaguchi Suehiro
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 ページ: 3268~3268

    • DOI

      10.3390/ijms22063268

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Strain-Dependent Prion Infection in Mice Expressing Prion Protein with Deletion of Central Residues 91-1062020

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama Keiji、Miyata Hironori、Yamaguchi Yoshitaka、Imamura Morikazu、Okazaki Mariya、Pasiana Agriani Dini、Chida Junji、Hara Hideyuki、Atarashi Ryuichiro、Watanabe Hitomi、Kondoh Gen、Sakaguchi Suehiro
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 ページ: 7260~7260

    • DOI

      10.3390/ijms21197260

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] N-Terminal Regions of Prion Protein: Functions and Roles in Prion Diseases2020

    • 著者名/発表者名
      Hara Hideyuki、Sakaguchi Suehiro
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 ページ: 6233~6233

    • DOI

      10.3390/ijms21176233

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impairment of cerebellar long-term depression and GABAergic transmission in prion protein deficient mice ectopically expressing PrPLP/Dpl2020

    • 著者名/発表者名
      Kishimoto Yasushi、Hirono Moritoshi、Atarashi Ryuichiro、Sakaguchi Suehiro、Yoshioka Tohru、Katamine Shigeru、Kirino Yutaka
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 15900

    • DOI

      10.1038/s41598-020-72753-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Prion protein signaling induces M2 macrophage polarization and protects from lethal influenza infection in mice2020

    • 著者名/発表者名
      Chida Junji、Hara Hideyuki、Uchiyama Keiji、Takahashi Etsuhisa、Miyata Hironori、Kosako Hidetaka、Tomioka Yukiko、Ito Toshihiro、Horiuchi Hiroyuki、Matsuda Haruo、Kido Hiroshi、Sakaguchi Suehiro
    • 雑誌名

      PLOS Pathogens

      巻: 16 ページ: e1008823

    • DOI

      10.1371/journal.ppat.1008823

    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2021-12-27  

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