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Imaging analysis of ER-mitochondria contact sites in living cells

活细胞内质网-线粒体接触位点的成像分析

基本信息

批准号：
21K06149
负责人：
小林剛
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

小胞体-ミトコンドリア接触領域（EMCSs）は、カルシウムイオン輸送や脂質輸送などの細胞活動においての重要な役割を果たしていることが明らかにされてきているが、生細胞中でのEMCSsの定量やダイナミクスの解析は進んでいない。本研究では、２量体型蛍光タンパク質を利用したプローブを用いてEMCSsのライブセルイメージングを行い、そのダイナミクスを解析し、その制御機構とEMCSsが関与する生理機能のメカニズムの解明を目指す。特に、EMCSのダイナミクスとその機能の発現との相関を解析し、カルシウムイオン輸送の制御機構の分子基盤の解明を目指す。今年度、アルツハイマー病の発症に関わるアミロイドβペプチド（Aβ）のEMCSsの動態に対する影響を解析した。Aβは凝集し細胞内にカルシウムイオンを流入させ細胞死を誘導する。その際、ミトコンドリア・カルシウムイオン濃度も上昇させることが報告され、Aβ誘導の細胞死に寄与する可能性が示唆されている。アルツハイマー病モデル動物やAβを作用させた細胞では、EMCSs量や構成分子の発現が亢進していることから、Aβ作用においてEMCSsの関与が注目されている。実際、培養細胞にAβ刺激を行うとミトコンドリア内カルシウムイオン濃度の緩やかな上昇とともにEMCSsのシグナル量増加が誘導された。詳細な解析によりEMCS数の増加とともに個々のEMCSsが大きくなっていることができた。すなわち、EMCSsが変化しミトコンドリアへのカルシウムイオン移動を増強していると考えられている。この他、ミトコンドリアへのカルシウムイオンの移行を担うミトコンドリア・カルシウム・ユニポーターの機能阻害が、線虫の加齢やジストロフィー症モデルでの体壁筋機能減退を抑えることを見出した。

Small cell body - ミトコンドリア contact areas (EMCSs) は, カルシウムイオンや lipid transportation などの cell activity においての important な "を cut fruit たしていることが Ming らかにされてきているが, living cells での EMCSs の quantitative やダイナミクスの parsing は into んでいない. This study では, 2 quantity size 蛍 light タンパクを using したプローブを with いて EMCSs のライブセルイメージングをい, そのダイナミクスを analytical し, その system royal institution と EMCSs が masato and する physiology のメカニズムの interpret を refers す. に, EMCS のダイナミクスとその function の発 now との phase masato を analytical し, カルシウムイオン made imperial institutions conveying のの molecular base plate の interpret を refers す. This year, アルツハイマー disease の発 disease に masato わるアミロイド beta ペプチド (A beta) の EMCSs の dynamic にす seaborne る effect を resolution した. Aβ <s:1> agglutination of the stem cells into にカシウムシウム <s:1> <s:1> をを flows into させ cell death を induces する. その interstate, ミトコンドリア · カルシウムイオン concentration rising もさせることが report され, induced の A beta cell death に send and すがる possibility in stopping されている. アルツハイマー disease モデル animal や A beta を role させた cells では, EMCSs や constitute molecules の発 now が hyperthyroidism していることから, A beta function において EMCSs の masato and が attention されている. Be international, culture cell に line A beta stimulate をうとミトコンドリア within カルシウムイオン concentration の slow やかな rise とともに EMCSs のシグナル amount raised が requirement by inducing された. Detailed analytical になより EMCS Numbers is の raised とともに a 々の EMCSs が big きくなっていることができた. すなわち, EMCSs が variations change しミトコンドリアへのカルシウムイオン mobile を raised strong していると exam えられている. この him, ミトコンドリアへのカルシウムイオンの transitional を bear うミトコンドリア · カルシウム · ユニポーター resistance against がの function and nematodes の齢やジストロフィー disease モデルでの body wall reinforcement hypofunction をえ suppression ることを see out した.