遺伝子改変マウスを用いた哺乳類セプチン系の生理機能の探索と解析

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23370084
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 細胞生物学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 木下 専 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30273460)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: セプチン / アクチン / 微小管 / 細胞骨格 / 細胞表層 / アセチル化 / 神経突起 / シナプス伝達

研究概要

重合性GTPaseセプチンは微小管やアクチンと同様に進化的に保存された細胞骨格であり、足場、拡散障壁、アダプターなどとしての多機能性が示唆されるが生理機能には不明な点が多い。１）SEPT7ノックアウトマウスを樹立・解析したところ、セプチンがHDAC6による脱アセチル化を介して微小管の安定性を負に制御することにより、樹状突起と軸索の発達を促進することを見出した。２）parkinによるユビキチン化の基質であり、パーキンソン病で凝集体を形成するSEPT4をマウスに慢性過剰発現するトランスジェニックマウスを樹立・解析すると、軽度な行動変化はみられたが、細胞学的変化や神経変性はみられなかった。

研究成果

• [雑誌論文] Chronic overload of SEPT4, a parkin substrate that aggregates in Parkinson's disease, causes behavioral alterations but not neurodegeneration in mice (2013)
  • 著者名/発表者名: Ageta-Ishihara N, Yamakado H, Morita T, Hattori S, Takao K, Miyakawa T, Takahashi R, Kinoshita M
  • 雑誌名: Molecular Brain 巻: 6 ページ: 35
  • URL: http://www.molecularbrain.com/content/6/1/35
• [雑誌論文] Septins promote dendrite and axon development by negatively regulating microtubule stability via HDAC6-mediated deacetylation (2013)
  • 著者名/発表者名: Ageta-Ishihara N, Miyata T, Ohshima C, Watanabe M, Sato Y, Hamamura Y, Higashiyama T, Mazitschek R, Bito H, Kinoshita M
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 4 ページ: 2532
  • URL: http://www.nature.com/ncomms/2013/131011/ncomms3532/full/ncomms3532.html
• [雑誌論文] Ito J. Localization of septin proteins in the mouse cochlea (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshida A, Yamamoto N, Kinoshita M, Hiroi N, Hiramoto T, Kang G, Trimble WS, Tanigaki K, Nakagawa T
  • 雑誌名: Hearing Research 巻: 289 ページ: 40-51
  • URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378595512001013
• [雑誌論文] Submembranous septins as relatively stable components of actin-based membrane skeleton (2011)
  • 著者名/発表者名: Hagiwara A, Tanaka Y, Hikawa R, Morone N, Kusumi A, Kimura H, Kinoshita M
  • 雑誌名: Cytoskeleton 巻: 68 ページ: 512-525
  • DOI: 10.1002/cm.20528/full
• [雑誌論文] Downregulation of the Wnt antagonist Dkk2 links the loss of Sept4 and myofibroblastic transformation of hepatic stellate cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Yanagida A, Iwaisako K, Hatano E, Taura K, Sato F, Narita M, Nagata H, Asechi H, Uemoto S, Kinoshita M
  • 雑誌名: BBA-Molecular Basis of Disease 巻: 812 ページ: 1403-1411
  • URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925443911001414
• [学会発表] 遺伝子改変マウスの認知/行動異常から見えてきた脳内セプチン系の多彩な機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木下 専
  • 学会等名: 京都大学分子生体統御学セミナー
  • 年月日: 2014-03-31
• [学会発表] 生理学研究所共同研究制度を活用したセプチンおよび関連遺伝子欠損マウスの行動解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木下 専
  • 学会等名: 生理学研究所 行動・代謝分子解析センター行動様式解析室 研究会
  • 年月日: 2014-02-24
• [学会発表] Septins promote dendrite and axon development by negatively regulating microtubule stability via HDAC6-mediated deacetylation (2013)
  • 著者名/発表者名: Ageta-Ishihara N, Miyata T, Ohshima C, Watanabe M, Sato Y, Hamamura Y, Higashiyama T, Mazitschek R, Bito H, Kinoshita M
  • 学会等名: 50th ASCB Annual Meeting
  • 年月日: 2013-12-14
• [学会発表] セプチン細胞骨格の破綻を伴う精神・神経疾患病態モデルの作製と解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木下 専
  • 学会等名: 第11回神経科学研究会
  • 年月日: 2013-11-02
• [学会発表] Differential clustering of septin subunits beneath specific perisynaptic membrane domains in the cerebellar cortical neurons and glia (2013)
  • 著者名/発表者名: Kurita H, Fukazawa Y, Ageta-Ishihara N, Shigemoto R, Kinoshita M
  • 学会等名: The 6th international neural microcircuit conference
  • 年月日: 2013-06-25
• [学会発表] Immuno-EM 3D reconstruction analysis of the septin family GTPases which constitute the membrane skeleton in neurons and glia (2013)
  • 著者名/発表者名: Kurita H, Fukazawa Y, Ageta-Ishihara N, Shigemoto R, Kinoshita M
  • 学会等名: The 14th International Membrane Research Forum
  • 年月日: 2013-05-15
• [学会発表] Immuno-EM 3D reconstruction analysis of septin subunits in the cerebellum (2013)
  • 著者名/発表者名: Kurita H, Fukazawa Y, Ageta-Ishihara N, Shigemoto R, Kinoshita M
  • 学会等名: Frontiers in Structural Physiology Symposium
  • 年月日: 2013-01-22
• [学会発表] Septins facilitate neurite outgrowth through HDAC6-mediated microtubule deacetylation (2012)
  • 著者名/発表者名: 石原奈津実, 木下 専
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 年月日: 2012-12-12
• [学会発表] 遺伝性 ALSモデルにおける SIRT1 の関与 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永津真司, 築地仁美, 木下 専, 三澤日出巳, 山中宏二
  • 学会等名: 日本生化学会年会
  • 年月日: 2012-12-05
• [学会発表] Septin-dependent microtubule regulation required for the outgrowth of axons and dendrites (2012)
  • 著者名/発表者名: 石原奈津実, 木下 専
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会 公開シンポジウム「神経突起の形成とリモデリングを制御する新規メカニズムと普遍原理」
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] 包括脳支援制度を活用した CDC42-CDC42EP-セプチン系の神経機能の探索 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木下 専
  • 学会等名: 生命科学系3分野支援活動(がん,ゲノム,脳)合同シンポジウム-生命科学・医学の発展を支える研究基盤の未来
  • 年月日: 2012-07-06
• [学会発表] SIRT1 による脳虚血耐性機構に関する検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 真野 善有, 栗田浩之, 深澤有吾, 上田(石原)奈津実, 重本隆一, 木下 専
  • 学会等名: 第53回日本神経学会学術大会
  • 年月日: 2012-05-22
• [学会発表] Septin-dependent microtubule regulation required for axon and dendrite elongation (2011)
  • 著者名/発表者名: Ageta-Ishihara N, Kinoshita M
  • 学会等名: Society for Neuroscience Annual Meeting
  • 発表場所: Washington, D.C
  • 年月日: 20111112-16
• [学会発表] Probing physiological roles of septins in neurons and glia (2011)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita M
  • 学会等名: Symposium 5 "Cytoskeleton" The 63rd Annual Meeting of the Japanese Society for Cell Biology
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 20110627-29
• [学会発表] Ultrastructural localization analysis of the septin cytoskeleton /scaffold system in mammalian brain (2011)
  • 著者名/発表者名: Kurita H, Fukazawa Y, Ageta-Ishihara N, Shigemoto R, Kinoshita M
  • 学会等名: 生理研研究会「電子顕微鏡機能イメージングの医学・生物学への応用 : 3D イメージングの最先端」
  • 年月日: 2011-11-30
• [学会発表] 小脳バーグマングリア突起における Cdc42-Cdc42ep4-septin パスウェイの生化学的・機能的解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: Ageta-Ishihara N, Kinoshita M
  • 学会等名: 第2回神経科学と構造生物学の融合研究会
  • 年月日: 2011-11-21
• [学会発表] Septin-dependent microtubule regulation in neurite outgrowth. シンポジウム「ニューロンとグリアにおけるセプチン細胞骨格の機能解明に向けたアプローチ」 (2011)
  • 著者名/発表者名: Ageta-Ishihara N, Kinoshita M
  • 学会等名: 第54回日本神経化学会大会
  • 年月日: 2011-09-26
• [学会発表] 細胞突起の機能的組織化・区画化を支えるスカフォールド系の生理的意義の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木下 専
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会シンポジウム
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Ultrastructural localization analysis of the septin cytoskeleton/ scaffold system in mammalian brain (2011)
  • 著者名/発表者名: Kurita H, Fukazawa Y, Ageta-Ishihara N, Shigemoto R, Kinoshita M
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] 遺伝子改変マウスを用いたセプチン細胞骨格系の神経機能と病態へのアプローチ (2011)
  • 著者名/発表者名: 木下 専
  • 学会等名: 文部科学省科研費補助金 新学術領域研究 包括脳ネットワーク 夏のワークショップ
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] ドーパミン神経伝達と変性におけるセプチン細胞骨格の役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木下 専
  • 学会等名: 第51回脳の医学・生物学研究会
  • 年月日: 2011-08-06
• [備考]
  • URL: https://sites.google.com/site/kinoshitalabnagoya/
• [備考]
  • URL: http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20131011_sci.pdf