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2010 年度 実績報告書

神経可塑性及び脳の発達におけるIP3受容体のカルシウムシグナリングの解析

研究課題

研究課題/領域番号 20220007
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

御子柴 克彦  独立行政法人理化学研究所, 発生神経生物研究チーム, チームリーダー (30051840)

キーワードIP_3受容体 / 神経可塑性 / カルシウムイオンセンサー / 小胞体ストレス / 心臓形態形成 / アルツハイマー病 / ハンチントン病 / トランスグルタミナーゼ
研究概要

1.細胞のストレス応答機構の分子メカニズム 1型IP_3レセプター(IP_3R1)は、脳で高い発現を示し、その機能を遺伝的に喪失したマウスが運動機能障害を引き起こすことが分かっている。また小胞体ストレスは、細胞内カルシウム恒常性を撹(かく)乱し、神経細胞死を誘導することが報告されており、IP_3R1、小胞体ストレスと細胞死との関係を解明した(Neuron, 2010, presented as a cover of Nov. issue)。
2.世界最高の検出感度をもつカルシウムイオンセンサー"カメレオン-Nano"の開発
既存のカメレオンに比べCa^<2+>結合能が最大6倍し、解離定数が140nM(ナノモーラー)から15nMの低Ca^<2+>濃度領域をカバーする合計5種類のセンサーを開発し、カメレオン-Nanoと名付けた。微弱な刺激への細胞応答が検出できることを示すために、アデノウイルスベクターを用いて、大脳皮質の神経細胞に導入した。電気刺激により単一活動電位を発生させ、その応答をCa^<2+>イメージングで検出した結果、単一活動電位発生時のCa^<2+>変動を従来のカメレオンに比べ2倍のシグナル変化を得た(Nature Method, 2010)。
3.心臓形態形成及び機能にIP_3レセプターが関わる事の証明
胎生期より心臓に発現している1型と2型IP_3レセプターを同時に欠損したダブルノックアウトマウスを作製したところ、心内膜床の発生異常をきたし、胎生期に死亡することを確認した。また、ダブルノックアウトマウスの心内膜床組織に、カルシニューリンを恒常的に強制発現させると、異常の一部は回復することが認められた(PLosOne,2010)。2型IP_3レセプター強制発現は心肥大を起こし、そのIP_3レセプター機能を抑えると正常化する事を明らかにし(Circulation Res. 2010)、2型IP_3レセプターが心機能に関わることを証明した。

  • 研究成果

    (32件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 16件) 学会発表 (13件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Potent transglutaminase inhibitors, dithio ss-aminoethyl ketones2011

    • 著者名/発表者名
      Ozaki S., et al
    • 雑誌名

      Bioorg Med Chem Lett.

      巻: 21(1) ページ: 377-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] IRBIT governs epithelial secretion in mice by antagonizing the WNK/SPAK kinase pathway2011

    • 著者名/発表者名
      Yang D., et al
    • 雑誌名

      J Clin Invest.

      巻: (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intracellular calcium ion dynamics involved in long-term potentiation in hippocampal CA1 neurons in mice lacking the IP_3 type 1 receptor2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka M., et al
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 67(2) ページ: 149-155

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of inositol-1,4,5-trisphosphate receptors in the bidire ctional synaptic plasticity induced in hippocampal CA1 neurons by 1-10 Hz low-frequency stimulation2010

    • 著者名/発表者名
      Fujii S., et al
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 168 ページ: 346-358

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Auto-luminescent genetically-encoded ratiometric indicator for real-time Ca^<2+> imaging at the single cell level2010

    • 著者名/発表者名
      Saito K., et al
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 5(4) ページ: e9935(1-8)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Activation of the Inositol (1,4,5)-Triphosphate Calcium Gate Receptor is Required for HIV-1 Gag Release2010

    • 著者名/発表者名
      Ehrlich L.S., et al
    • 雑誌名

      J Virol.

      巻: 4(13) ページ: 6438-51

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The IP_3 receptor regulates cardiac hypertrophy in response to select stimuli2010

    • 著者名/発表者名
      Nakayama H., et al
    • 雑誌名

      Circulation Research

      巻: 107(5) ページ: 659-66

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lateral diffusion of inositol 1,4,5-trisphosphate receptor type 1 in Purkinje cells is regulated by calcium and actin filaments2010

    • 著者名/発表者名
      Fukatsu K., et al
    • 雑誌名

      J Neurochemistry

      巻: 114(6) ページ: 1720-33

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Expression of the IP3R1 promoter-driven nls-lacZ transgene in Purkinje cell parasagittal arrays of developing mouse cerebellum2010

    • 著者名/発表者名
      Furutama D., et al
    • 雑誌名

      J Neurosci.Research

      巻: 88 ページ: 2810-25

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spontaneous network activity visualized by ultrasensitive Ca^<2+> indicators, yellow Cameleon-Nano2010

    • 著者名/発表者名
      Horikawa K., et al
    • 雑誌名

      Nature Methods

      巻: 7(9) ページ: 729-32

    • 査読あり
  • [雑誌論文] JNK phosphorylates Ser332 of doublecortin and regulates its function in neurite extension and neuronal migration2010

    • 著者名/発表者名
      Jin J., et al
    • 雑誌名

      Dev Neurobiology

      巻: 70(14) ページ: 929-42

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Defective membrane expression of the Na^+-HCO_3- cotransporter NBCe1 is associated with familial migraine2010

    • 著者名/発表者名
      Suzuki M., et al
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      巻: 107(36) ページ: 15963-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tyr-167/Trp-168 in type1/3 inositol 1,4,5-trisphosphate receptor mediates functional coupling between ligand binding and channel opening2010

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki H., et al
    • 雑誌名

      J Biol Chem.

      巻: 285(46) ページ: 36081-91

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gene Knock-Outs of Inositol 1,4,5-Trisphosphate Receptors Types 1 and 2 Result in Perturbation of Cardiogenesis2010

    • 著者名/発表者名
      Uchida K., et al
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 5(9) ページ: e12500(1-10)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural studies of inositol 1,4,5-trisphosphate receptor : coupling ligand binding to channel gating2010

    • 著者名/発表者名
      Chan J., et al
    • 雑誌名

      J Biol Chem.

      巻: 285(46) ページ: 36092-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanism of ER stress-induced brain damage by IP_3 receptor2010

    • 著者名/発表者名
      Higo T., et al
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 68(5) ページ: 865-878

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 中枢神経系の発生と分化-IP_3受容体の発見とその機能の解明2010

    • 著者名/発表者名
      御子柴克彦
    • 雑誌名

      日本病態生理学会雑誌

      巻: 19(1) ページ: 51-58

  • [雑誌論文] IP_3-IP_3レセプター2010

    • 著者名/発表者名
      御子柴克彦
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: 61(5) ページ: 442-443

  • [学会発表] 細胞内カルシウム制御機構~生理現象から心発生・心疾患の解明へむけて~2011

    • 著者名/発表者名
      御子柴克彦
    • 学会等名
      第75回日本循環器学会真下記念講演
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-03-19
  • [学会発表] 小胞体ストレス・カルシウムシグナル・神経変性2011

    • 著者名/発表者名
      御子柴克彦
    • 学会等名
      第4回In vivo実験医学シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-02-23
  • [学会発表] Structure and function of inositol IP_3 receptor and its diverse cell function2011

    • 著者名/発表者名
      御子柴克彦
    • 学会等名
      The Johns Hopkins University, SPECIAL NEUROSCIENCE RESEARCH SEMINAR
    • 発表場所
      Baltimore, MD USA
    • 年月日
      2011-02-09
  • [学会発表] Gating mechanisms of IP3 receptor and ER stress-inducedbrain damage2011

    • 著者名/発表者名
      御子柴克彦
    • 学会等名
      Karolinska Institutet Seminar
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
    • 年月日
      2011-02-01
  • [学会発表] IP_3 receptor : the structure-function and its role in cell function and disease2010

    • 著者名/発表者名
      御子柴克彦
    • 学会等名
      11th European Calcium Society Meeting
    • 発表場所
      Warsaw, Poland
    • 年月日
      20100906-20100909
  • [学会発表] Structure and function of inositol IP_3 receptor2010

    • 著者名/発表者名
      御子柴克彦
    • 学会等名
      FASEB Summer Research Conference
    • 発表場所
      Steamboat Springs, Colorado, USA
    • 年月日
      20100613-20100618
  • [学会発表] Brain damage : how to protect from ER stress?2010

    • 著者名/発表者名
      御子柴克彦
    • 学会等名
      スウェーデンカロリンスカ研究所200年特別記念シンポジウム
    • 発表場所
      在日スウェーデン大使館(東京)(特別講演)
    • 年月日
      2010-10-15
  • [学会発表] Mechanism of ER stress-induced brain damage by IP3 receptor2010

    • 著者名/発表者名
      御子柴克彦
    • 学会等名
      Karolinska Institute seminar
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
    • 年月日
      2010-10-11
  • [学会発表] Discovery of IP_3 receptor and its role in health and disease2010

    • 著者名/発表者名
      御子柴克彦
    • 学会等名
      ソウル国立大学医学部
    • 発表場所
      Seoul National University, Korea(invited seminar)
    • 年月日
      2010-09-17
  • [学会発表] Significance of calcium homeostasis in neurological disorders2010

    • 著者名/発表者名
      御子柴克彦
    • 学会等名
      ソウル国立大学医学部
    • 発表場所
      Seoul NationalUniversity, Korea(invited lecture)
    • 年月日
      2010-09-17
  • [学会発表] 脳の研究と日仏交流2010

    • 著者名/発表者名
      御子柴克彦
    • 学会等名
      日仏生物学会172回例会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-05-29
  • [学会発表] Role of Ca2+ dynamics in cell function and diseases2010

    • 著者名/発表者名
      御子柴克彦
    • 学会等名
      WCU Distinguished Lecture Series
    • 発表場所
      Seoul National University, Korea
    • 年月日
      2010-05-12
  • [学会発表] 細細胞内カルシウム動態の生理機能と病態像:自己免疫疾患の治療と創薬へむけて2010

    • 著者名/発表者名
      御子柴克彦
    • 学会等名
      第54回日本リウマチ学会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2010-04-24
  • [図書] Inositol Phosphates and Lipids-Methods and Protocols2010

    • 著者名/発表者名
      Mizutani A., et al
    • 総ページ数
      239
    • 出版者
      Humana Press

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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