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2019 年度 実施状況報告書

疾患特異的なミトコンドリア動態を制御する新たな治療戦略の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K16363
研究機関大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究

研究代表者

田中 智弘  大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 新分野創成センター, 特任助教 (00812760)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワードミトコンドリア / 筋萎縮性側索硬化症
研究実績の概要

筋萎縮性側索硬化症(ALS)において、ミトコンドリアの過剰な分裂は家族性・孤発性ALSの症例に共通して認められる病態であるため、より多くの患者への治療を可能にする普遍的な標的として注目されている。これまでに申請者らは、ミトコンドリアの過剰な分裂を引き起こす心臓の病態(心不全)において、ミトコンドリア分裂を司るDrp1と相互作用するタンパク質Filamin Aを見出したことから、病態特異的なDrp1複合体の形成がミトコンドリアの動態異常に広く共通するメカニズムとなる可能性を示してきた。本研究課題においては、1)ALSの病態依存的なDrp1相互作用タンパク質の(網羅的な)同定、および2)その相互作用を抑制する薬剤の同定・開発を目指す。
2019年度は、ALSモデルであるSOD1 G93A tgマウスを用い、脊髄前角の運動ニューロンにおいてDrp1- Filamin A相互作用が強まっていることをproximity ligation assayによって可視化・定量化することができた。さらに、このタンパク質間相互作用を抑制する化合物シルニジピンを発症後(生後100日~)に連続投与したところ、生存率を有意に上昇させることを見出した。さらに、運動ニューロン様の培養細胞株にALS原因遺伝子SOD1 G93A変異を発現誘導しミトコンドリアの輸送の異常を起こした上でシルニジピンを処置すると、ミトコンドリア輸送が顕著に回復することを見出した。2020年度は、この分子メカニズムを究明するとともに、病態特異的なDrp1複合体の新たな構成因子を同定する計画である。

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

ALSモデルマウスにおいて病態依存的にDrp1と相互作用するタンパク質を確認でき、その病態を抑制する化合物を見出したことから、進捗状況は順調と自己評価する。

今後の研究の推進方策

2020年度も予定通り実験計画を遂行する。

次年度使用額が生じた理由

2019年度には、病態依存的なDrp1複合体の構成因子を網羅的に探索する予定であったが、心不全モデルから予想された候補分子(Filamin A)との相互作用がALSモデルマウスにおいても示唆される知見を得た。そのため、計画を一部変更し、Filamin Aに絞った解析を行ったため、次年度使用額が生じた。
したがってALSにおける病態依存的なDrp1複合体構成因子の網羅的探索は次年度に行なうこととし、未使用額はその経費に充てることにしたい。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件)

  • [雑誌論文] Ibudilast attenuates doxorubicin‐induced cytotoxicity by suppressing formation of TRPC3 channel and NADPH oxidase 2 protein complexes2019

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Kazuhiro、Numaga‐Tomita Takuro、Fujimoto Yasuyuki、Tanaka Tomohiro、Toyama Chiemi、Nishimura Akiyuki、Yamashita Tomohiro、Matsunaga Naoya、Koyanagi Satoru、Azuma Yasu‐Taka、Ibuki Yuko、Uchida Koji、Ohdo Shigehiro、Nishida Motohiro
    • 雑誌名

      British Journal of Pharmacology

      巻: 176 ページ: 3723~3738

    • DOI

      10.1111/bph.14777

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Depolysulfidation of Drp1 induced by low-dose methylmercury exposure increases cardiac vulnerability to hemodynamic overload2019

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Akiyuki、Shimoda Kakeru、Tanaka Tomohiro、Toyama Takashi、Nishiyama Kazuhiro、Shinkai Yasuhiro、Numaga-Tomita Takuro、Yamazaki Daiju、Kanda Yasunari、Akaike Takaaki、Kumagai Yoshito、Nishida Motohiro
    • 雑誌名

      Science Signaling

      巻: 12 ページ: eaaw1920

    • DOI

      10.1126/scisignal.aaw1920

    • 査読あり
  • [雑誌論文] TRPC3-Nox2 axis mediates nutritional deficiency-induced cardiomyocyte atrophy2019

    • 著者名/発表者名
      Sudi Suhaini Binti、Tanaka Tomohiro、Oda Sayaka、Nishiyama Kazuhiro、Nishimura Akiyuki、Sunggip Caroline、Mangmool Supachoke、Numaga-Tomita Takuro、Nishida Motohiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 9785

    • DOI

      10.1038/s41598-019-46252-2

    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2021-01-27  

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