ハイコンテント顕微鏡イメージング用いた新規神経変性疾患治療薬の自動検索法の開発

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24659117
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 酒井 規雄 広島大学, 医歯薬保健学研究院, 教授 (70263407)
• 研究分担者: 秀 和泉 広島大学, 医歯薬保健学研究院, 助教 (20253073) ; 田中 茂 広島大学, 医歯薬保健学研究院, 助教 (20512651) ; 関 貴弘 熊本大学, 生命科学研究部, 准教授 (50335650)
• キーワード: ケミカルシャペロン / 膜輸送 / セロトニントランスポーター / 脳虚血 / 神経変性疾患 / うつ病 / マクロピノサイトーシス

研究概要

①脊髄小脳変性症14型（SCA14）の原因タンパク質である変異γPKCの凝集体形成と細胞毒性と分子シャペロンである熱ショックタンパク質HSP70との関連を解析した。神経系の培養細胞であるSH-SY5Y細胞に変異γPKCを発現させたところ、HSP70の発現は上昇し、siRNAでHSP70をノックダウンすると、変異γPKCの凝集体形成は増加し細胞毒性も上昇した。この結果からHSP70はSCA14変異γPKCの凝集体形成を抑制し、細胞毒性を阻害する役割を持つことが明らかとなり、HSP70はSCA14の治療標的であることが示唆された　（BBRC 2013 440 : 25-30）
②脊髄小脳変性症14型（SCA14）の原因タンパク質である変異γPKCがどのような機序で神経細胞死や樹状突起の発育不良を引き起こすか、その分子機序を解析した。細胞内のγPKCはその活性化薬であるフォルボールエステルのTPAを処置すると、一旦、細胞膜に移動した後、マクロピノサイトーシスにより核近くに凝集する。しかしながら、SCA14変異γPKCでは、TPAで処置してもそのような現象が見られないことが明らかとなった。また、変異γPKCはマクロピノサイトーシスに重要なMARCKSのリン酸化を引き起こさないことがわかり、そのことがTPAによるマクロピノサイトーシス惹起を阻害する一因になることが解った。SCA14の発症原因にマクロピノサイトーシスの制御不全の関与が示唆された。(Frontiers in Physiology (2014)5: 126.)
③セロトニントランスポーター(SERT)のC末端欠損体(SERT ΔCT)は、小胞体に停留し凝集体を形成することがわかった。この凝集体は4-PBAなどのケミカルシャペロンで減少することが確認できたので、SERTΔCTの凝集体形成を指標に膜輸送活性化物質を検索することが可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] Deregulation of the actin cytoskeleton and macropinocytosis in response to phorbol ester by the mutant protein kinase C gamma that causes spinocerebellar ataxia type 14. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, K., Seki, T., Adachi, N., Tanaka, S., Hide, I., Saito, N. and Sakai, N.
  • 雑誌名: Frontiers in Physiology 巻: 5 ページ: 126
  • DOI: doi: 10.3389/fphys.2014.00126
  • 査読あり
• [雑誌論文] Developmental expression of GPR3 in rodent cerebellar granule neurons is associated with cell survival and protects neurons from various apoptotic stimuli. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, S., Miyagi, T., Dohi, E., Seki, T., Hide, I., Sotomaru, Y., Saeki, Y., Chiocca, A. Matsumoto, M. and Sakai, N.
  • 雑誌名: Neurobiol. Dis. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: doi: 10.1016/j.nbd.2014.04.007.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Principles for the use of in vivo transgene techniques: overview and an introductory practical guide for the selection of tetracycline-controlled transgenic mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakai, N.
  • 雑誌名: Methods Mol Biol. 巻: 1142 ページ: 33-40
  • DOI: doi: 10.1007/978-1-4939-0404-4_4.
• [雑誌論文] Effects of the chemical chaperone 4-phenylbutylate on the function of the serotonin transporter (SERT) expressed in COS-7 cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, M., Yamamoto, H., Miyagi, T., Seki, T., Tanaka, S., Hide, I. and Sakai, N.
  • 雑誌名: J. Pharmacol. Sci. 巻: 122 ページ: 71-83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutant γPKC that causes spinocerebellar ataxia type 14 upregulates Hsp70, which protects cells from the mutant's cytotoxicity. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ogawa, K., Seki, T., Onji, T., Adachi, N., Tanaka, S., Hide, I., Saito, N. and Sakai, N.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 440 ページ: 25-30
  • DOI: doi: 10.1016/j.bbrc.2013.09.013.
  • 査読あり
• [雑誌論文] JosD1, a membrane-targeted deubiquitinating enzyme, is activated by ubiquitination and regulates membrane dynamics, cell motility and endocytosis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Seki, T., Gong, J., Williams, A. J., Sakai, N., Todi, S. V. and Paulson, H. L.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 288 ページ: 17145-17155
  • DOI: doi: 10.1074/jbc.M113.463406.
  • 査読あり
• [雑誌論文] A brain-Specific Grb2-associated regulator of Erk/MAPK(GAREM) subtype, GAREM2, contributes to neurite outgrowth of neuroblastoma cell by regulating Erk signaling. (2013)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi, T., Tanaka, S., Ishii, A., Watanabe, M., Fujitani, N., Sugeo, A., Gotoh, S. Ohta, T., Hiyoshi, M., Matsuzaki, H., Sakai, N. and Konishi
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 288 ページ: 29934-29942
  • DOI: doi: 10.1074/jbc.M113.492520
  • 査読あり
• [学会発表] 齧歯類脳虚血モデルにおけるCMA関連蛋白LAMP-2Aの経時的発現変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土肥栄祐、田中茂、関貴弘、宮城達博、秀和泉、高橋哲也、松本昌泰、酒井規雄
  • 学会等名: 第54回神経学会総会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130529-0601
• [学会発表] 膜輸送によるセロトニントランスポーター調節機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井規雄、藤原雅幸、山本光、浅野昌也、田中茂、関貴弘、秀和泉
  • 学会等名: 第17回活性アミンに関するワークショップ
  • 発表場所: 福井
  • 年月日: 2013-08-24
• [学会発表] TLR4活性化によるミクログリアの生存維持にGM-CSF自己産生とTNF/TNFR2シグナルが関与する (2013)
  • 著者名/発表者名: 神垣真由美、秀和泉、柳瀬雄輝、田中芳樹、原田佳奈、関貴弘、田中茂、秀道広、酒井規雄
  • 学会等名: Neuro2013
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2013-06-21
• [学会発表] イメージングを活用した新たなシャペロン介在性オートファジーの解析方法の確立 (2013)
  • 著者名/発表者名: 酒井規雄、吉野健一、田中茂、土肥栄祐、隠地智也、山本和央、秀和泉、PAULSON Henly L、齋藤尚亮、関貴弘
  • 学会等名: 第54回神経学会総会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-05-31
• [学会発表] 神経細胞における恒常的Gs活性化受容体GPR3の局在と機能,
  • 著者名/発表者名: 宮城達博、田中茂、秀和泉、関貴弘、酒井規雄
  • 学会等名: Neuro2013
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 中枢神経系における恒常的Gs活性型受容体GPR３の局在と機能
  • 著者名/発表者名: 宮城達博、田中茂、酒井規雄 他
  • 学会等名: 第43回神経精神薬理学会総会
  • 発表場所: 那覇
• [学会発表] 蛍光イメージングを用いた神経細胞でのシャペロン介在性オートファジー活性の解析
  • 著者名/発表者名: 宮城達博、田中茂、秀和泉、関貴弘、酒井規雄
  • 学会等名: 第43回神経精神薬理学会総会
  • 発表場所: 那覇
• [学会発表] 蛍光イメージングを用いた神経細胞でのシャペロン介在性オートファジー活性の解析
  • 著者名/発表者名: 関貴弘、吉野健一、田中茂 土肥栄祐、隠地智也、山本和央、秀和泉、PAULSON Henly L、齋藤尚亮、酒井規雄
  • 学会等名: 第43回神経精神薬理学会総会
  • 発表場所: 那覇
• [学会発表] セロトニントランスポーター機能調節に対するケミカルシャペロン4-phenylbutylate(4-PBA)の効果
  • 著者名/発表者名: 酒井規雄、藤原雅幸、山本光、 田中茂、関貴弘、秀和泉
  • 学会等名: 第43回神経精神薬理学会総会
  • 発表場所: 那覇
• [学会発表] GPR3 protects neurons from apoptosis via Phosphatidylinositol 3-Kinase and mitogen-activated protein-kinase signaling pathway
  • 著者名/発表者名: Tanaka S, Miyagi T, Hide I Seki、T., Sakai, N.
  • 学会等名: Neuroscience meeting 2013
  • 発表場所: サンディエゴ アメリカ合衆国
• [学会発表] Possible relationship between decreased expression of lysosomal-associated membrane protein type 2A and delayed neuronal death after brain ischemia.
  • 著者名/発表者名: Dohi E., Tanaka S., Seki T., Miyagi T.,, Hide I.,, Sakai, N.
  • 学会等名: Neuroscience meeting 2013
  • 発表場所: サンディエゴ アメリカ合衆国
• [学会発表] 黒質線条体におけるPKCγ基質の解析：βPIXリン酸化のドパミン遊離での役割
  • 著者名/発表者名: 白藤俊彦、上山健彦、吉野健一、足立直子、高橋英之、香田健、平松直樹、吾郷由希夫、松田敏夫、酒井規雄、齋藤尚亮
  • 学会等名: 第１２４回日本薬理学会近畿部会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] GPR3は様々なアポトーシス誘導刺激に対し神経保護的に作用する。
  • 著者名/発表者名: 田中茂、宮城達博、秀和泉、白藤俊彦、E. Antonio Chiocca、酒井規雄
  • 学会等名: 第８７回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 神経細胞における恒常的Gs活性化受容体GPR3の細胞内局在と機能
  • 著者名/発表者名: 宮城達博、田中茂、秀和泉、白藤俊彦、酒井規雄
  • 学会等名: 第８７回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 脱ユビキチン化酵素JosD1は細胞形態、細胞移動及びエンドサイトーシスを調節する。
  • 著者名/発表者名: 関貴弘、Sokol V. Todi、酒井規雄、Henry L. Paulson、香月博志
  • 学会等名: 第８７回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] PKCγノックアウトパーキンソン症候群モデル：Pak-interacting Exchange Factorβの役割
  • 著者名/発表者名: 白藤俊彦、上山健彦、吉野健一、足立直子、高橋英之、平松直樹、吾郷由希夫、松田敏夫、酒井規雄、齋藤尚亮
  • 学会等名: 第８７回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] TLR4活性化によるミクログリアの生存維持にGM-CSF自己産生とGM-CSF受容体の上方制御が関与する。
  • 著者名/発表者名: 神垣真由美、秀和泉、柳瀬雄輝、関貴弘、白藤俊彦、秀道広、酒井規雄
  • 学会等名: 第８７回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] TLR4を介したアデノシン２a受容体活性化によるミクログリア機能の調節
  • 著者名/発表者名: 秀和泉、神垣真由美、柳瀬雄輝、関貴弘、白藤俊彦、秀道広、酒井規雄
  • 学会等名: 第８７回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 仙台