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2015 年度 実績報告書

ミトコンドリア病としてのパーキンソン病の共通発症機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26293070
研究機関順天堂大学

研究代表者

今居 譲  順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (30321730)

研究分担者 井下 強  順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (20601206)
柴 佳保里  順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (30468582)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードミトコンドリア / パーキンソン病 / 神経変性 / ドーパミン神経 / ユビキチン / キナーゼ / ショウジョウバエ / リン酸化
研究実績の概要

ショウジョウバエ(以下、ハエと表記)におけるPDXの解析に関しては、ノックアウトハエ、PDXの病的変異型トランスジェニックハエのミトコンドリア機能に特に焦点を置き解析を進めた。ノックアウトハエの胚から調製した細胞を用いて、ミトコンドリア呼吸を測定し、PDXが呼吸鎖複合体の活性を正に制御することが示唆された。さらに、PDXはチトクロムCと結合しその安定化に関与することが示唆された。PDX病的変異体では、チトクロムCの安定化が見られなかった。これらの観察から、PDX病的変異体では、チトクロムCの不安定化と呼吸鎖複合体IIIからのプロトン受け渡しが効率よく行われず、活性酸素種の生成をもたらすことが示唆された。本成果は、論文投稿中である。
前年度、PINK1, Parkinにおけるリン酸化モノおよびポリユビキチンの性質に関して、集中的に解析を進めた。そのため、PINK1, Parkinと遺伝的相互作用する分子のハエ染色体欠失ライブラリースクリーニングを今年度実施し、候補分子の絞り込みを行っている。パーキンソン病の変性部位の特異性を決める因子の同定に関しては、ヒトiPS細胞由来のドーパミン神経を用いた研究から重要な示唆が得られている。すなわち、ドーパミン神経は、他の神経に較べ特にリン酸化ユビキチンシグナルの活性が高いことが明らかとなった。また、ハエにおいてリン酸化ユビキチンの蓄積が加齢と共に変化することを見出した。今後、これらの理由を突き止める予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

前年度に引き続きPINK1-Parkinシグナルにおけるリン酸化ユビキチンの重要性、病態における意義の解析を進めた。それに伴い計画の一部を変更させたが、今年度よりハエ染色体欠失ライブラリースクリーニングを開始した。またPDXに関しては、そのミトコンドリアにおいての機能解析が進み、年度末に論文を投稿した。以上から、概ね予定通り進んでいると判断される。

今後の研究の推進方策

まず、臨床サンプル、iPS細胞を用いて、パーキンソン病病態におけるリン酸化ユビキチンの意義、バイオマーカーとしての可能性を探る。特にミトコンドリア機能低下に対してドーパミン神経が脆弱である理由を、リン酸化ユビキチンシグナルから明らかにできる可能性があり、重点的に進める。並行して、ハエの遺伝学的スクリーニングを進め、PINK1-Parkinシグナルに関与する分子を絞り込む。PDXに関しては、その病理学的解析により、アルファシヌクレインの蓄積との関連性が明らかとなった。今後、ミトコンドリア障害がどのようにアルファシヌクレインの蓄積を導くのかを解析していく。

次年度使用額が生じた理由

ショウジョウバエの飼育維持の技術補佐員の雇用が8月に遅れたこと、ヒトゲノムシークエンスからリン酸化ユビキチンシグナルの解析へ計画変更になったことに伴いゲノムシークエンスの経費使用が遅れたことによる。

次年度使用額の使用計画

今年度末よりショウジョウバエのゲノムスクリーニングを開始したことから、候補分子の選定とヒトゲノムの変異スクリーニングを次年度実施する。この計画に繰り越し分の経費を使用する予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Northwestern University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Northwestern University
  • [国際共同研究] Pennsylvania State University/Max-Planck Institute/Stanford University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Pennsylvania State University/Max-Planck Institute/Stanford University
    • 他の機関数
      6
  • [国際共同研究] United Arab Emirates University/Lund University/University of Thrace(アラブ首長国連邦)

    • 国名
      アラブ首長国連邦
    • 外国機関名
      United Arab Emirates University/Lund University/University of Thrace
    • 他の機関数
      6
  • [雑誌論文] Quantitative Assessment of Eye Phenotypes for Functional Genetic Studies Using Drosophila melanogaster.2016

    • 著者名/発表者名
      Iyer J, Wang Q, Le T, Pizzo L, Gronke S, Ambegaokar S, Imai Y, Srivastava A, Llamusi Trois B, Mardon G, Artero R, Jackson GR, Isaacs AM, Partridge L, Kumar JP, Girirajan S.
    • 雑誌名

      G3

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1534/g3.116.027060

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Generation and characterization of novel conformation-specific monoclonal antibodies for α-synuclein pathology.2015

    • 著者名/発表者名
      Vaikath NN, Majbour NK, Paleologou KE, Ardah MT, van Dam E, van de Berg WD, Forrest SL, Parkkinen L, Gai WP, Hattori N, Takanashi M, Lee SJ, Mann DM, Imai Y, Halliday GM, Li JY, El-Agnaf OM
    • 雑誌名

      Neurobiol Dis

      巻: 79 ページ: 81-99

    • DOI

      10.1016/j.nbd.2015.04.009

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ショウジョウバエ分子遺伝学を利用した遺伝性パーキンソン病へのアプローチ2015

    • 著者名/発表者名
      今居 譲
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-03 – 2015-12-03
  • [学会発表] Mutations of a mitochondrial protein CHCHD2 in Drosophila lead to Parkinson’s disease-like phenotypes2015

    • 著者名/発表者名
      Meng H, Yamashita C, Shiba-Fukushima K, Hattori N, Imai Y
    • 学会等名
      Cell Symposia
    • 発表場所
      シカゴ
    • 年月日
      2015-07-19 – 2015-07-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Regulation of mitochondrial division and mitophagy by syntaxin 17. Cell Symposia, Multifaceted Mitochondria2015

    • 著者名/発表者名
      Arasaki K, Sugo M, Hirota N, Dohmae N, Ortiz-Sandoval C, Simmen T, Imai Y, Hattori N, Tagaya M
    • 学会等名
      Cell Symposia
    • 発表場所
      シカゴ
    • 年月日
      2015-07-19 – 2015-07-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Phosphorylation of Mitochondrial Polyubiquitin by PINK1 Promotes Parkin Mitochondrial Tethering2015

    • 著者名/発表者名
      Shiba-Fukushima K, Arano T, Matsumoto G, Inoshita T, Yoshida S, Ishihama Y, Ryu K-K, Nukina N, Imai Y, Hattori N
    • 学会等名
      第56回日本神経学会学術大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2015-05-23 – 2015-05-23
  • [学会発表] Neurodegenerative mechanism of Parkinson’s disease-associated kinase LRRK22015

    • 著者名/発表者名
      Imai Y
    • 学会等名
      第56回日本神経学会学術大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2015-05-22 – 2015-05-22
    • 招待講演
  • [図書] 実験医学2015

    • 著者名/発表者名
      今居 譲
    • 総ページ数
      2050-2182 (2143-2146)
    • 出版者
      羊土社
  • [備考] 順天堂大学 パーキンソン病病態解明研究講座 紹介

    • URL

      http://www.juntendo-neurology.com/pdf/kenkyu-imai.pdf

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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