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2013 年度 実績報告書

細胞内主要ATP分解酵素VCPの機能とその調節機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 23249016
研究機関京都大学

研究代表者

垣塚 彰  京都大学, 生命科学研究科, 教授 (80204329)

研究期間 (年度) 2011-05-31 – 2014-03-31
キーワード酵素 / 胞・組織 / ストレス / 蛋白質
研究概要

本研究では、ATPaseの中で最も豊富に存在するVCPが果たす細胞・生体での生理機能及び神経変性など病態での役割とその調節機構を解明することを目的とし、以下の諸点を明らかにした。
1) 我々が開発したVCPのATPase阻害剤(KUSs:Kyoto University Substances)は、100~300nMのIC50でVCPのATPase活性を阻害するが、VCPのノックダウンによって認められる細胞周期の停止、ERADの阻害、細胞死等は全く観察されない。よって、KUSによるVCPのATPase活性の抑制は、VCPの細胞での機能阻害を誘導しないことが明らかになった。
2) 培養細胞で、VCPは脂肪が欠乏するとファイバー状の構造物を形成し、その時、ATPの消費速度が、20%近く減少する。従って、細胞質でのVCPは、総ATPの消費の20%程度を担っていることが示唆された。
3) グルコース除去やツニカマイシン処理時にも、細胞内のATP量の減少が引きこるがその減少をKUSが抑制することを明らかにした。さらに、KUSはグルコース除去やツニカマイシン処理で誘導される細胞死を抑制することを見いだした。
4) グルコース除去やツニカマイシン処理で誘導されるERストレスが、KUSのみならずATPや膜透過性のピルビン酸によって抑制される事を見いだした。この結果は、ER内のATPの低下がERストレスを誘導している可能性を強く示唆している。
5) ショウジョウバエのsiRNA発現ラインのスクリーニングで、ポリグルタミンの蓄積による神経変性を抑制する2系統のsiRNA発現ラインを得た。この時、VCPの核移行が抑制され、さらにヒストンのアセチル化の低下が抑制されており、これら2つの遺伝子産物がポリグルタミン蓄積時でのVCPの核移行に関与していることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 7件) 図書 (1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Glucose-stimulated Single Pancreatic Islets Sustain Increased Cytosolic ATP Levels during Initial Ca2+ Influx and Subsequent Ca2+ Oscillations.2014

    • 著者名/発表者名
      Tanaka T, Nagashima K, Inagaki N, Kioka H, Takashima S, Fukuoka H, Noji H, Kakizuka A, Imamura H.
    • 雑誌名

      J Biol Chem.

      巻: 289 ページ: 2205-2216

    • DOI

      10.1074/jbc.M113.499111.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Long-term oral administration of hop flower extracts mitigates Alzheimer phenotypes in mice.2014

    • 著者名/発表者名
      Sasaoka N, Sakamoto M, Kanemori S, Kan M, Tsukano C, Takemoto Y, Kakizuka A.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 9 ページ: e87185

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0087185.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] VCP Is an Integral Component of a Novel Feedback Mechanism that Controls Intracellular Localization of Catalase and H2O2 Levels.2013

    • 著者名/発表者名
      Murakami K, Ichinohe Y, Koike M, Sasaoka N, Iemura S, Natsume T, Kakizuka A.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 8 ページ: e56012

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0056012.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prostaglandin E Receptor EP1 Forms a Complex with Dopamine D1 Receptor and Directs D1-Induced cAMP Production to Adenylyl Cyclase 7 through Mobilizing Gβγ Subunits in Human Embryonic Kidney 293T Cells.2013

    • 著者名/発表者名
      Ehrlich AT, Furuyashiki T, Kitaoka S, Kakizuka A, Narumiya S.
    • 雑誌名

      Mol Pharmacol.

      巻: 84 ページ: 476-486

    • DOI

      10.1124/mol.113.087288.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Vivo Fluorescent Adenosine 5'-Triphosphate (ATP) Imaging of Drosophila melanogaster and Caenorhabditis elegans by Using a Genetically Encoded Fluorescent ATP Biosensor Optimized for Low Temperatures.2013

    • 著者名/発表者名
      Tsuyama T, Kishikawa J, Han YW, Harada Y, Tsubouchi A, Noji H, Kakizuka A, Yokoyama K, Uemura T, Imamura H.
    • 雑誌名

      Anal Chem.

      巻: 85 ページ: 7889-7896

    • DOI

      10.1021/ac4015325.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Different dynamic movements of wild-type and pathogenic VCPs and their cofactors to damaged mitochondria in a Parkin-mediated mitochondrial quality control system.2013

    • 著者名/発表者名
      Kimura Y, Fukushi J, Hori S, Matsuda N, Okatsu K, Kakiyama Y, Kawawaki J, Kakizuka A, Tanaka K.
    • 雑誌名

      Genes Cells.

      巻: 18 ページ: 1131-1143

    • DOI

      10.1111/gtc.12103.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mdm20 Stimulates PolyQ Aggregation via Inhibiting Autophagy Through Akt-Ser473 Phosphorylation.2013

    • 著者名/発表者名
      Yasuda K, Ohyama K, Onga K, Kakizuka A, Mori N.
    • 雑誌名

      PLoS One.

      巻: 8 ページ: e82523

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0082523.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 神経変性と細胞死2013

    • 著者名/発表者名
      垣塚 彰
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 246 ページ: 449-454

  • [学会発表] VCP as a novel drug target for currently non-curable eye disorders2013

    • 著者名/発表者名
      Akira Kakizuka
    • 学会等名
      BioJapan 2013
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      20131011-20131011
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規神経保護創薬標的としての細胞内主要ATPase、VCP2013

    • 著者名/発表者名
      垣塚 彰
    • 学会等名
      「病態に根ざしたALSの新規治療法開発」分科班 平成25年度ワークショップ
    • 発表場所
      都市センターホテル
    • 年月日
      20130927-20130927
    • 招待講演
  • [学会発表] Novel VCP inhibitors mitigate major pathologies in mouse models of glaucoma and retinitis pigmentosa by their neuroprotective effects.2013

    • 著者名/発表者名
      Akira Kakizuka
    • 学会等名
      EMBO workshop “AAA+ proteins: from mechanism and disease targets”
    • 発表場所
      Neuss (Germanry)
    • 年月日
      20130918-20130918
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規創薬標的としての細胞内主要ATPase、VCP2013

    • 著者名/発表者名
      垣塚 彰
    • 学会等名
      第86回日本生化学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      20130913-20130913
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規創薬標的としての細胞内主要ATPase、VCP2013

    • 著者名/発表者名
      垣塚 彰
    • 学会等名
      第22回日本Cell Death学会学術集会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      20130719-20130719
    • 招待講演
  • [学会発表] Trials for the prevention of incurable disease models by the regulation of ATP2013

    • 著者名/発表者名
      垣塚 彰
    • 学会等名
      京都大学生命科学研究科シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      20130704-20130704
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規創薬標的としての細胞内主要ATPase、VCP2013

    • 著者名/発表者名
      垣塚 彰
    • 学会等名
      上原記念生命科学財団 特定研究助成 革新的医療を創生する医学研究
    • 発表場所
      下田セントラルホテル
    • 年月日
      20130609-20130609
    • 招待講演
  • [図書] Annual Review神経 タンパク質の品質管理と神経変性2014

    • 著者名/発表者名
      木村洋子、垣塚 彰 編集:鈴木則宏、祖父江元、荒木信夫、宇川義一、川原信隆
    • 総ページ数
      290(206-211担当)
    • 出版者
      中外医学社
  • [産業財産権] 眼疾患処置薬2014

    • 発明者名
      垣塚 彰、池田華子、吉村長久、村岡勇貴
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/ JP2014/053898
    • 出願年月日
      2014-02-19
    • 外国
  • [産業財産権] 虚血性眼疾患の処置および/または予防用の医薬組成物2014

    • 発明者名
      垣塚 彰、池田華子、吉村長久、畑匡侑
    • 権利者名
      京都大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-038457
    • 出願年月日
      2014-02-28

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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