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2020 年度 実施状況報告書

リソソーム分泌の共通原理とオルガネラ輸送に普遍的なメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K06646
研究機関岩手医科大学

研究代表者

後藤 奈緒美 (松元奈緒美)  岩手医科大学, 薬学部, 助教 (80403971)

研究分担者 中西 真弓  岩手医科大学, 薬学部, 教授 (20270506)
關谷 瑞樹  岩手医科大学, 薬学部, 助教 (70509033)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードV-ATPase / リソソーム / 分泌 / 破骨細胞 / Rab7 / オルガネラ輸送
研究実績の概要

破骨細胞が骨吸収する際には、リソソームが形質膜へ向かって移動して膜融合する「分泌リソソーム」が欠かせない。私たちは、プロトンポンプとして知られているV-ATPaseの「a3」アイソフォームが、リソソームの輸送スイッチであるRab7をリソソームへリクルートすること、つまり、V-ATPaseはプロトンポンプとオルガネラ輸送という二つの役割をもつことを明らかにしている。2020年度は、a3欠損破骨細胞に他のアイソフォーム(a1,a2)を発現させる相補実験を行うことで、a3の働きに重要な性質について検討した。発現量、aアイソフォームの局在、Rab7との結合、Rab7のリソソームへのリクルート、骨吸収活性を評価したところ、a1はa2よりもリソソームに局在するが、Rab7との結合量が少なかった。a2はごく一部しかリソソームに局在しなかったが、Rab7との結合量はa1よりも多かった。a1とa2はa3の4分の1程度しか発現していなかったが、一部のRab7をリソソームへリクルートし、形質膜近傍へ輸送されるリソソームもあった。しかし、骨吸収活性は、a3と比較してa1が10%、a2が0.5%程度であり、形質膜に運ばれたV-ATPaseの量を反映していた。これらのことから、リソソームの輸送にはRab7をリクルートできるだけの量と結合力があればよいが、骨吸収活性には酸性化を担うためのV-ATPaseとして十分な量が必要であることがわかった。
また、分泌リソソーム輸送の全容解明を目指し、昨年度同定したa3と結合する因子について解析した。a3および結合因子それぞれの結合領域を明らかにし、この結合因子存在下ではa3とRab7の結合が強くなることもわかった。a3はこの結合因子を介してRab7と結合している可能性が高い。

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

破骨細胞におけるリソソームの輸送にa3が特異的に寄与する理由を明らかにし、論文として発表することができた。また、a3とRab7の結合に関与する新たな因子を同定することが2020年度の目標であったが、それも達成できた。これらのことから、概ね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

a3と結合する新たな因子について、この因子のリソソームへの局在にa3が必要なのか調べる。また、この因子の発現を抑制した破骨細胞においてリソソームの局在を調べることで、リソソームの輸送に関与する因子なのかを検討する。

次年度使用額が生じた理由

2020年度に岩手医科大学を退職し、岩手を離れることにしたため、2021年度はこれまでの研究室に研究員としてしつつ、研究費で研究補助員を雇用し、実験を進めてもらう計画にした。そこで、謝金分として次年度に繰り越すことにした。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Functional complementation of V-ATPase a subunit isoforms in osteoclasts2020

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Naomi、Sekiya Mizuki、Fujimoto Yasuyuki、Haga Satoshi、Sun-Wada Ge-Hong、Wada Yoh、Nakanishi-Matsui Mayumi
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 169 ページ: 459~466

    • DOI

      10.1093/jb/mvaa118

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis and Biological Evaluation of New Curcumin Analogs Inhibiting Osteoclastogenesis2020

    • 著者名/発表者名
      Aoi Sugawara, Toshika Ohashi, Satoshi Ogawa, Naomi Matsumoto, Mayumi Nakanishi-Matsui, Satoru Tamura, Tomikazu Kawano
    • 雑誌名

      HETEROCYCLES

      巻: 100 ページ: 1233~1233

    • DOI

      10.3987/COM-20-14282

    • 査読あり
  • [学会発表] 大理石病患者由来V-ATPase a3アイソフォーム変異が破骨細胞の機能に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      松元奈緒美,松川令奈,髙橋翔平,工藤昂士,和田(孫)戈虹,和田洋,中西(松井)真弓
    • 学会等名
      日本生化学会東北支部第86例会
  • [学会発表] 成熟期エナメル芽細胞におけるプロトンポンプの新規機能2020

    • 著者名/発表者名
      大津圭史、池崎晶二郎、後藤(松元)奈緒美,中西(松井)真弓,和田洋,孫-和田戈虹,原田英光
    • 学会等名
      62回歯科基礎医学会
  • [学会発表] エナメル芽細胞におけるプロトンポンプはナノエンジンとして分泌小胞の輸送を担っているか?2020

    • 著者名/発表者名
      原田英光、池崎晶二郎、後藤(松元)奈緒美,中西(松井)真弓,和田洋,孫-和田戈虹,大津圭史
    • 学会等名
      第15回 ナノ・バイオメディカル学会
  • [学会発表] インスリン分泌小胞の輸送における V-ATPase a2 イソフォームの機能2020

    • 著者名/発表者名
      關谷瑞樹,松元奈緒美,矢野志緒,河野喜久子,中西(松井)真弓
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
  • [備考]

    • URL

      https://www.imu-pharm.jp/category/cs05/?post_type=result#actop

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公開日: 2021-12-27  

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