リソソームカテプシン群の基質の探索

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23790238
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 小池 正人 順天堂大学, 医学部, 准教授 (80347210)
• キーワード: カテプシンD / 遺伝子欠損マウス / リソソーム / リソソーム蓄積症 / 神経性セロイドリポフスチン蓄積症 / 基質 / カテプシンC / ミクログリア

研究概要

カテプシンD欠損(CD-/-) マウス脳で増加しているリソソームタンパク分解酵素を探索した結果、リソゾームのシステインプロテアーゼであるカテプシンCが著明に増加することが分かった。同酵素は健常脳でほとんど存在しないとされて居たが、正常マウス脳における同酵素の分布を免疫組織化学により詳細に検討したところ、副嗅球、中隔、海馬の一部（CA2、fasciola cinereum、 indusium griseum、tenia tecta、一部の介在ニューロン）、大脳皮質の一部（前帯状皮質や運動皮質）の第五層、下丘のニューロンで顆粒状の強い陽性反応が認められた。ニューロンの他には脈絡叢細胞で陽性反応が認められた。正常マウスで二豎染色を行なった結果、ミクログリア、アストロサイト、オリゴデンドロサイト、上衣細胞では陰性であった。カテプシンD欠損マウス脳や、低酸素脳虚血負荷後の傷害側の脳組織ではカテプシンCの免疫反応性が著明に増大していた。特にカテプシンD欠損マウス脳では健常マウス脳組織由来のサンプルで検出できなかったカテプシンC陽性のシグナルがウエスタンブロットに寄っても確認され、活性も増加していた。二重染色の結果活性型ミクログリアがカテプシンCを発現していることが分かった。一般にリソゾームカテプシンの発現は加齢に伴い上昇することが知られている。そこで、25ヶ月齢の老齢マウス脳組織における同酵素の分布を検討したところ、8週齡では見られなかった感覚皮質の第五層の錐体細胞が陽性であったが、各種グリア細胞では陰性で、その発現上昇は限定的であった。

研究成果

• [雑誌論文] Differences in expression patterns of cathepsin C/dipeptidyl peptidase I in normal, pathological and aged mouse central nervous systems. (2013)
  • 著者名/発表者名: Koike, M., Shibata, M., Ezaki, J., Peters, C., Saftig, P., Kominami, E., Uchiyama, Y.
  • 雑誌名: Eur. J. Neurosci. 巻: 37(5) ページ: 816-20
• [雑誌論文] Enrichment of GABARAP relative to LC3 in the axonal initial segments of neurons. (2013)
  • 著者名/発表者名: Koike, M., Tanida, I., Nanao, T., Tada, N., Iwata, J., Ueno, T., Kominami, E., Uchiyama, Y.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] ATP13A2 deficiency induces a decrease in cathepsin D activity, fingerprint-like inclusion body formation, and selective degeneration of dopaminergic neurons. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsui, H. et al.
  • 雑誌名: FEBS letters 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: pii: S0014-5793(13)00192-0. 10.1016/j.febslet.2013.02.046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biogenesis and Proteolytic Processing of Lysosomal DNase II. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohkouchi, S., Shibata, M., Sasaki, M., Koike, M., Saftig, P., Peters, C., Nagata, S., Uchiyama, Y.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e59148
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0059148
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resveratrol affects undifferentiated and differentiated PC12 cells differently, particularly with respect to possible differences in mitochondrial and autophagic functions. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, N., Shiozaki, M., Shibata, M., Koike, M., Uchiyama, Y., Gotow, T.
  • 雑誌名: Eur J Cell Biol. 巻: 92 ページ: 30-43
  • DOI: 10.1016/j.ejcb.2012.10.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] c-FLIP maintains tissue homeostasis by preventing apoptosis and programmed necrosis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Piao, X. et al.
  • 雑誌名: Sci. Signal 巻: 5 ページ: ra93
  • DOI: 10.1126/scisignal.2003558
  • 査読あり
• [雑誌論文] Motor neuron-specific disruption of proteasomes, but not autophagy, replicates amyotrophic lateral sclerosis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tashiro Y., Urushitani, M., Inoue, H., Koike, M., Uchiyama, Y., Komatsu, M., Tanaka, K., Yamazaki, M., Abe, M., Misawa, H., Sakimura, K., Ito, H., Takahashi, R.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 109 ページ: 42984-94
  • DOI: 10.1074/jbc.M112.417600.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitochondrial dysfunction with increased oxidative stress and α-synuclein accumulation in PARK2 iPSC-derived neurons and postmortem brain. (2012)
  • 著者名/発表者名: Imaizumi, Y. et al.
  • 雑誌名: Mol Brain 巻: 5 ページ: 35
  • DOI: 10.1186/1756-6606-5-35
  • 査読あり
• [雑誌論文] Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy. (2012)
  • 著者名/発表者名: Klionsky DJ et al.
  • 雑誌名: Autophagy 巻: 8 ページ: 445-544
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Purkinje cell degeneration in a knockin mouse model reveals lysosomal involvement in the pathogenesis of SCA6. (2012)
  • 著者名/発表者名: Unno, T., Wakamori, M., Koike, M., Uchiyama, Y., Ishikawa, K., Kubota, H., Yoshida, T., Sasakawa, H., Peters, C., Mizusawa, H., Watase, K.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 109 ページ: 17693-8
  • DOI: 10.1073/pnas.1212786109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rhomboid protease PARL mediates the mitochondrial membrane potential loss-induced cleavage of PGAM5. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sekine, S., Kanamaru, Y., Koike, M., Nishihara, A., Okada, M., Kinoshita, H., Kamiyama, M., Maruyama, J., Uchiyama, Y., Ishihara, N., Takeda, K., Ichijo, H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 287 ページ: 34635-45
  • DOI: 10.1074/jbc.M112.357509
  • 査読あり
• [雑誌論文] 神経性セロイドリポフスチン蓄積症における”異常なリソソーム”のオートファジーによる処理 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小池正人、内山安男
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 63 ページ: 404-5
• [学会発表] Genetic dissection of the role of cathepsin D in mouse central nervous system (2012)
  • 著者名/発表者名: Masato Koike, Masahiro Shibata, Takehiko Sunabori, Kenji Sakimura, Yasuo Uchiyama
  • 学会等名: 6th International Symposium on Autophagy
  • 発表場所: 万国津梁館
  • 年月日: 20121028-20121031
• [学会発表] Different expression patterns of cathepsin C/dipeptidyl peptidase I in normal, patholgical and aged cenral nervous system of mice
  • 著者名/発表者名: M. KOIKE, Y. UCHIYAMA.
  • 学会等名: 14th International Congress of Histochemistry and Cytochemistry
  • 発表場所: 京都国際会議場
• [学会発表] レスベラトロールは未分化PC12細胞では障害的に分化PC12細胞では保護的に作用する
  • 著者名/発表者名: 早川直哉、塩崎元子、柴田昌宏、小池正人、内山安男、後藤隆洋
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
• [学会発表] ヒアルロン酸4糖は低酸素/脳虚血負荷依存性にToll様受容体2／4の活性化を抑制することで海馬錐体細胞に神経保護効果を示す
  • 著者名/発表者名: 砂堀毅彦、小池正人、内山安男
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
• [学会発表] 正常・老齢・各種傷害時のマウス脳におけるリソソームカテプシンCの分布
  • 著者名/発表者名: 小池正人、内山安男
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
• [学会発表] Mitochondrial dysfunction and α-synuclein accumulation in PARK2 iPSC-derived neurons and postmortem brain of cell donor
  • 著者名/発表者名: Y. IMAIZUMI, Y. OKADA, W. AKAMATSU, M. KOIKE, H. HAYAKAWA, N. KUZUMAKI, M. OHYAMA, D. ITO, Y. UCHIYAMA, H. MOCHIZUKI, N. HATTORI, H. OKANO
  • 学会等名: 42nd Annual Meeting Society for Neuroscience
  • 発表場所: ニューオーリンズ
• [学会発表] Different expression patterns of cathepsin C/dipeptidyl peptidase I in normal, patholgical and aged cenral nervous system of mice
  • 著者名/発表者名: M. KOIKE, Y. UCHIYAMA
  • 学会等名: 42nd Annual Meeting Society for Neuroscience
  • 発表場所: ニューオーリンズ
• [学会発表] Grafted unsafe human iPSC-derived neurospheres promote temporal functional recovery in spinal cord injured mice, followed by neoplasm formation and motor deterioration after long term observation
  • 著者名/発表者名: S. NORI, Y. OKADA, G. ITAKURA, Y. KOBAYASHI, A. YASUDA, M. KOIKE, Y. UCHIYAMA, E. IKEDA, Y. TOYAMA, S. YAMANAKA, H. OKANO, M. NAKAMURA
  • 学会等名: 42nd Annual Meeting Society for Neuroscience
  • 発表場所: ニューオーリンズ
• [学会発表] PC12 cells are influenced differently by resveratrol depending on their differentiation
  • 著者名/発表者名: N. HAYAKAWA, M. SHIOZAKI, M. SHIBATA, M. KOIKE, Y. UCHIYAMA, T. GOTOW
  • 学会等名: 42nd Annual Meeting Society for Neuroscience
  • 発表場所: ニューオーリンズ
• [学会発表] Characteristic differences between Purkinje cells specifically deficient in cathepsin D and Atg7
  • 著者名/発表者名: 小池正人、柴田昌弘、砂堀毅彦、崎村健司、内山安男
  • 学会等名: 第118回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: サンポートホール高松、かがわ国際会議場
• [学会発表] 初代培養神経細胞の成熟過程におけるリソソームの局在動態について
  • 著者名/発表者名: 七尾友久、小池正人、山口隼司、砂堀毅彦、佐々木光穂、内山安男
  • 学会等名: 第118回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: サンポートホール高松、かがわ国際会議場
• [学会発表] 軸索終末部に置けるAtg9Aを含む小胞の膜成分の精製および解析
  • 著者名/発表者名: 山口隼司、佐々木光穂、小池正人、七尾友久、砂堀毅彦、内山安男
  • 学会等名: 第118回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: サンポートホール高松、かがわ国際会議場
• [学会発表] レスベラトロールによるミトコンドリア／オートファジー機能制御と細胞寿命との関係
  • 著者名/発表者名: 早川直哉、森本美幸、柴田昌弘、小池正人、内山安男
  • 学会等名: 第118回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: サンポートホール高松、かがわ国際会議場
• [学会発表] オートファジー／リソソームプロテアーゼの腎虚血再灌流尿細管傷害における役割について
  • 著者名/発表者名: 小池正人、柴田昌弘、砂堀毅彦、崎村健司、内山安男
  • 学会等名: 第118回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: サンポートホール高松、かがわ国際会議場
• [図書] オートファジー 生命をささえる細胞の自己分解システム (2012)
  • 著者名/発表者名: 小池正人、内山安男
  • 総ページ数: 67-76
  • 出版者: 化学同人