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2021 年度 実績報告書

てんかん関連リガンド受容体による脳の興奮抑制バランス制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K06893
研究機関生理学研究所

研究代表者

横井 紀彦  生理学研究所, 分子細胞生理研究領域, 助教 (50710969)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードてんかん / リン酸化 / ADAM22 / LGI1 / 神経回路 / 蛋白質分解 / 蛋白質複合体 / シナプス
研究実績の概要

てんかんはおよそ1%の人が罹患する脳神経疾患で、その主な原因は脳の異常興奮にあると考えられている。いまだ30%近くのてんかんは難治性てんかんと言われており、新たなてんかん治療戦略の開発が求められている。我々はこれまでに、てんかん関連遺伝子産物である分泌蛋白質LGI1と膜蛋白質ADAM22が複合体を形成し、その複合体の減少が、てんかんの原因になることを報告してきた。このことから、LGI1-ADAM22複合体の量の制御機構が脳の興奮制御機構と密接に関わることが推測された。本研究では、ADAM22の翻訳後修飾に着目し、マウス脳内でADAM22のSer832が大部分リン酸化されていることを見出した。そして、そのリン酸化欠損変異体のノックインマウス脳内で、ADAM22とLGI1の蛋白質量が大きく減少していることを見出した。さらに、ADAM22がSer832リン酸化依存的に14-3-3蛋白質と結合することで、ADAM22のエンドサイトーシスが抑制されていることを明らかにした。つまり、このリン酸化によるADAM22-14-3-3結合によって、LGI1-ADAM22複合体が安定化されていることを明らかにした。次に、この複合体の減少とてんかん発症との関連を調べるため、様々な量のLGI1とADAM22を発現するマウスを7系統作製した。そして、ADAM22が30%以下になると痙攣感受性が上昇すること、10%のADAM22と50%のLGI1によって致死的痙攣が抑制される一方、LGI1が30%まで減少すると致死的痙攣が引き起こされることを見出した。以上のことから、脳内のLGI1-ADAM22複合体の増加が抗てんかん作用に繋がると考えられ、ADAM22-14-3-3複合体の安定化がその有用な戦略になると期待される。(Yokoi et al. Cell. Rep. 2021)

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Edinburgh(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Edinburgh
  • [雑誌論文] 14-3-3 proteins stabilize LGI1-ADAM22 levels to regulate seizure thresholds in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Yokoi Norihiko、Fukata Yuko、Okatsu Kei、Yamagata Atsushi、Liu Yan、Sanbo Makoto、Miyazaki Yuri、Goto Teppei、Abe Manabu、Kassai Hidetoshi、Sakimura Kenji、Meijer Dies、Hirabayashi Masumi、Fukai Shuya、Fukata Masaki
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 37 ページ: 110107~110107

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.110107

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Trans-synaptic LGI1-ADAM22?MAGUK in AMPA and NMDA receptor regulation2021

    • 著者名/発表者名
      Fukata Yuko、Hirano Yoko、Miyazaki Yuri、Yokoi Norihiko、Fukata Masaki
    • 雑誌名

      Neuropharmacology

      巻: 194 ページ: 108628~108628

    • DOI

      10.1016/j.neuropharm.2021.108628

    • 査読あり
  • [雑誌論文] APEGS法によるタンパク質パルミトイル化修飾化の定量2021

    • 著者名/発表者名
      深田正紀、横井紀彦、深田優子
    • 雑誌名

      電気泳動

      巻: 6 ページ: 41-45

  • [学会発表] LGI1-ADAM22抗てんかん蛋白質複合体の量的制御機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      横井紀彦, 深田正紀, 深田優子
    • 学会等名
      生理研研究会「機能的神経回路の構築と動作を支える分子細胞基盤」
    • 招待講演
  • [学会発表] LGI1-ADAM22 levels to regulate seizure threshold in mice2022

    • 著者名/発表者名
      Yokoi N, Fukata Y, Sanbo M, Goto T, Hirabayashi M, Fukata M.
    • 学会等名
      The 3th Nagoya CIBoG Retreat
    • 国際学会
  • [学会発表] Regulatory mechanisms of the LGI1-ADAM22 level to prevent epilepsy in mice2022

    • 著者名/発表者名
      Yokoi N, Fukata Y, Sanbo M, Goto T, Hirabayashi M, Fukata M.
    • 学会等名
      The 11th NIPS-PRI-BRINU Joint Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] 抗てんかん作用を発揮するLGI1-ADAM22複合体の量とその制御機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      横井紀彦, 深田優子, 三宝誠, 後藤哲平, 平林真澄, 深田正紀
    • 学会等名
      第11回名古屋大学医学系研究科・生理学研究所合同シンポジウム
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://www.nips.ac.jp/fukata/

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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