オートファジーの分子イメージングと再生

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22659260
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 阿部 康二 岡山大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (20212540)
• キーワード: autophagy / in vivo imaging / GFP / LC3 / 脳梗塞 / MCAO / 蛍光顕微鏡

研究概要

細胞内で生じた異常タンパクを処理する「タンパク品質管理」を担うautophagy機構と各種の神経疾患との関わりを明らかにし、autophagy現象の空間的な分布や程度をin vivoで画像化する新たなイメージング手法を確立するため以下の研究を行った。
平成22年度は脳梗塞(脳虚血状態)におけるautophagy現象を画像化することを目指し、autophagyマーカーであるLC3とそれを標識するGFPとの融合タンパクを発現するトランスジェニックマウス(GFP-LC3 Tgマウス)を用いて、中大脳動脈を選択的に閉塞させた脳梗塞モデルを作成し、マウス個体の外表面から蛍光を検出できる実体蛍光顕微鏡を用いて脳梗塞発生後の状態を経時的に観察した。脳虚血後に生じたGFPシグナルはautophagosome形成時にLC3-Iがリン酸化されることにより生じるLC3-IIの集合を反映したものと考えられ、脳梗塞により急性に生じたautophagyの様態をGFP-LC3発現部位の変化として画像化した。結果的に、脳虚血部位に一致して生じたGFP蛍光シグナルはin vivoでは虚血後1日をピークとして観察され、その後時間と共にシグナルは減衰した。摘出した脳虚血部位のウエスタンブロット解析では、autophagyマーカーであるLC3-IIの量的変化はin vivoでの観察と一致して虚血後1日にピークを示し、組織学的検討では、グリア細胞でなく神経細胞においてGFP-LC3陽性所見を認めた。また、GFP-LC3とTUNELの両者の陽性細胞は虚血中心部よりもペナンブラ領域に多く認めた。
本研究の成果として、脳梗塞後のautophagy機構をモニターできるin vivoイメージング手法を新たに確立したと同時に、脳虚血とautophagy機構の病態研究においても大変有用であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] In Vivo Imaging of Autophagy in a Mouse Stroke Model. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tian F., Deguchi K., Yamashita T., Ohta T., Morimoto N., Shang J., Zhang X., Liu N., Ikeda Y., Matsuura T., Abe K
  • 雑誌名: Autophagy 巻: 6 ページ: 1107-1114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tridermal tumorigenesis of induced pluripotent stem cells transplanted in ischemic brain. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawai H., Yamashita T., Ohta Y., Deguchi K., Nagotani S., Zhang K., Ikeda Y., Matsuura T., Abe K
  • 雑誌名: J.Cerebral Blood Flow & Metabolism 巻: 30 ページ: 1487-1493
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Case of familial anyloid polyneuropathy due to Phe33Val TTR with vitreous involvement as the initial manifestation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kono S.Manabe Y.Tanaka T.Fujii D.Sakai Y.Narai H.Omori K.Ueda M.Ando Y.Abe K
  • 雑誌名: Intern Med. 巻: 49 ページ: 1213-1216
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo optical imaging of early-stage apoptosis in mouse brain after transient cerebral ischemia. (2010)
  • 著者名/発表者名: Liu N, Deguchi K, Shang J, Zhang X, Tian F, Yamashita T, Ohta Y, Ikeda Y, Matsuura T, Abe X
  • 雑誌名: J Neurosci Res. 巻: 88 ページ: 3488-3497
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutations of optineurin in amrotrophic lateral sclerosis. (2010)
  • 著者名/発表者名: Maruyama H, Morino H, Ito H, Izumi Y, Kato H, Watanabe Y, Kinoshita Y, Kamada M, Nodera H, Suzuki H, Komura O, Matsuura S, Kobatake K, Morimoto N, Abe K, Kawakami H, et al
  • 雑誌名: Nature 巻: 465 ページ: 223-226
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induction of parkinsonism-related proteins in the spinal motor neurons of transgenic mouse carrying a mutant SOD1 gene. (2010)
  • 著者名/発表者名: Morimoto N, Nagai M, Miyazaki K, Ohta Y, Kurata T, Takehisa Y, Ikeda Y, Matsuura T, Asanuma M, Abe K
  • 雑誌名: J Neurosci Res 巻: 88 ページ: 1804-1811
  • 査読あり
• [雑誌論文] Amyloid β accelerates phosphorylation of tau and neurofibrillary tangle formation in an amyloid precursor protein and tau double-transgenic mouse model. (2010)
  • 著者名/発表者名: Seino Y, Kawarabayashi T, Wakasaya Y, Watanabe M, Takamura A, Yamamoto-Watanabe Y, Kurata T, Abe K, Ikeda M, Westaway D, Murakami T, Hyslop PS, Matsubara E, Shoji M
  • 雑誌名: J Neurosci Res. 巻: 88 ページ: 3547-3554
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antiapoptotic and antiautophagic effects of glial cell line-derived neurotrophic factor and hepatocyte growth factor after transient middle cerebral artery occlusion in rats. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shang J, Deguchi K, Yamashita T, Ohta Y, Zhang H, Morimoto N, Liu N, Zhang X, Tian F, Matsuura T, Funakoshi H, Nakamura T, Abe, K
  • 雑誌名: J Neurosci Res. 巻: 88 ページ: 2197-2206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Decline of human tactile angle discrimination in patients with mild cognitive impairment and Alzheimer's disease. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yang J, Ogasa T, Ohta Y, Abe K, Wu J
  • 雑誌名: J Alzheimers Dis. 巻: 22 ページ: 225-234
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temporal and spatial differences of multiple protein expression in the ischemic penumbra after transient MCAO in rats. (2010)
  • 著者名/発表者名: Zhang X, Deguchi K, Yamashita T, Ohta Y, Shang J, Tian F, Liu N, Panin VL, Ikeda Y, Matsuura T, Abe K
  • 雑誌名: Brain Res. 巻: 1343 ページ: 143-152
  • 査読あり
• [学会発表] Induction of alpha-synuclein, PINK1, DJ-1 in the spinal motor neurons of transgenic mouse carrying a mutant SOD1 gene. (2010)
  • 著者名/発表者名: Morimoto N, Miyazaki K, Kurata T, Ikeda Y, Matsuura T, Abe K
  • 学会等名: 7th Annual Meeting of ASMRM and 10th J-mit
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 20101216-20101218
• [学会発表] ALSモデルマウス脊髄血管におけるneurovascular unitの異常 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮崎一徳, 太田康之, 森本展年, 倉田智子, 池田佳生, 松浦徹, 阿部康二
  • 学会等名: 第18回日本血管生物医学会学術集会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20101201-20101203
• [学会発表] Effect of a free radical scavenger, edaravone, on motor palsy of acute lacunar infarction (2010)
  • 著者名/発表者名: Omote Y, Ohta Y, Fukushima T, Takamatsu K, Ota T, Goto K, Abe K
  • 学会等名: The 1st world Forum on Cerebral Blood Flow Metabolism & Function
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20101018-20101020
• [学会発表] Tridermal tumorigenesis of induced pluripotent stem cells transplanted in ischemic brain. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawai H, Yamashita T, Ohta Y, Deguchi K, Nagotani S, Zhang X, Ikeda Y, Matsuura T, Abe K
  • 学会等名: The 1st World Forum on Cerebral Blood Flow Metabolism & Function
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20101018-20101020
• [学会発表] Temporal and spatial differences of multiple protein expression in the ischemic penumbra after transient MCAO in rats. (2010)
  • 著者名/発表者名: Zhang X, Deguehi K, Yamashita T, Ohta Y, Shang J, Tian F, Liu N, Panin VL, Ikeda Y, Matsuura T, Abe, K
  • 学会等名: The 1st World Forum on Cerebral Blood Flow Metabolism & Function
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20101018-20101020
• [学会発表] Metabolic syndrome is a risk factor for acute cerebral infarction in younger elderly Japanese Population. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takamiya M, Ohta Y, Takeo Y, Harada K, Takao T, Abe K
  • 学会等名: The 1st World Forum on Cerebral Blood Flow Metabolism & Function
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20101018-20101020
• [学会発表] Disruption of neurovascular unit Prior to motor neuron degeneration in ALS. (2010)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki K, Ohta Y, Morimoto N, Kurata T, Takehisa Y, Ikeda Y, Matsuura T, Abe K
  • 学会等名: The 1st World Forum on Cerebral Blood Flow Metabolism & Function
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20101018-20101020
• [学会発表] Effect of a free radical scavenger, edaravone, on motor palsy of acute lacunar infarction. (2010)
  • 著者名/発表者名: Omote Y, Ohta Y, Fukushima T, Takamatsu K, Ota T, Goto K, Abe K
  • 学会等名: 7th World STROKE CONGRESS
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20101013-20101016
• [学会発表] Metabolic syndrome is a risk factor for acute cerebral infarction in younger elderly Japanese population. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takamiya M, Ohta Y, Takeo Y, Harada K, Takao T, Abe K
  • 学会等名: 7th World Stroke Congress
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20101013-20101016
• [学会発表] Effect of a free radical scavenger, edaravone, on motor palsy of acute lacunae infarction. (2010)
  • 著者名/発表者名: Omote Y, Ohta Y, Fukushima T, Takamatsu K, Ota T, Goto X, Abe K
  • 学会等名: Brain Ischemia and Stroke 2010
  • 発表場所: Rome, Italy
  • 年月日: 20101006-20101008
• [学会発表] Effect of a free radical scavenger, edaravone, on motor palsy of acute lacunar infarction. (2010)
  • 著者名/発表者名: Omote Y, Ohta Y, Fukushima T, Takamatsu K, Ota T, Goto K, Abe K
  • 学会等名: 6th International Symposium on NEUROPROTECTION AND NEUROREPAIR 2010
  • 発表場所: Rostock, Germany
  • 年月日: 20101001-20101004
• [学会発表] 進行性核上性麻痺と純粋無動症における臨床画像的検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 倉田智子、宮崎一徳、森本展年、太田康之、瓦林毅、高尾芳樹、大田泰正、針谷康夫、真邊泰宏、池田佳生、松浦徹、東海林幹夫、阿部康二
  • 学会等名: 第34回日本神経心理学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20100909-20100910
• [学会発表] In vivo capillary imaging of spinal anterior horn in ALS model mice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki K, Masamoto K, Morimoto N, Ohta Y, Kurata T, Ikeda Y, Matsuura T, Obata T, Kanno I, Abe K
  • 学会等名: 2010 World Molecular Imaging Congress
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20100908-20100911
• [学会発表] 運動失調症の治療開発研究への応用をめざした上肢協調運動障害の数量化測定装置の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 池田佳生、辻徳生、折戸謙介、松浦徹、石井抱、阿部康二
  • 学会等名: 第28回日本神経治療学会総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20100715-20100716
• [学会発表] 酸化ストレストと関連しているALSモデルマウス腰髄におけるNogo-AとそのレセプターであるNgRの変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮崎一徳、永井真貴子、森木展年、倉田智子、太田康之、武久康、池田佳生、松浦徹、阿部康二
  • 学会等名: 第63回日本酸化ストレス学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20100624-20100625
• [学会発表] 運動神経のエイジングを示すALSモデルマウス脊髄前角の再生能力評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮崎一徳、永井真貴子、森本展年、倉田智子、太田康之、武久康、池田佳生、松浦徹、阿部康二
  • 学会等名: 第10回日本抗加齢医学会総会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20100611-20100613
• [学会発表] TAT-FNK蛋白髄腔内投与によるALSモデルマウスへの蛋白治療の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 太田康之、永井真貴子、森本展年、宮崎一徳、武久康、倉田智子、池田佳生、松浦徹、麻生貞光、太田成男、阿部康二
  • 学会等名: 第51回日本神経学会総会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20100520-20100522
• [学会発表] Intrathecal Injection of EGF and FGF2 Promotes Proliferation of Neural Precursor Cells in the Spinal Cords of ALS Model Mice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ohta Y, Tian F, Nagai M, Morimoto N, Miyazaki K, Kurata T, Ikeda Y, Matsuura T, Abe K
  • 学会等名: The 3rd Pan Pacific Symposium on Stem Cells Research
  • 発表場所: Taichung, Taiwan
  • 年月日: 20100416-20100419
• [学会発表] 進行性核上性麻痺と大脳皮質基底核変性症における臨床・画像的検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 倉田智子、森本展年、高尾芳樹、大田泰正、真邊泰宏、池田佳生、松浦徹、阿部康二
  • 学会等名: 第29回日本認知症学会
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2010-11-05