新規パーキンソン病モデル細胞の作製と発症メカニズム解明への応用

帕金森病新模型细胞的创建及应用阐明发病机制

• 批准号: 14J06235
• 负责人: 宮良 政嗣
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J06235/
• 关键词: パーキンソン病; MPP+; オートファジー; リソソーム

我々は、パーキンソン病（PD）関連化学物質MPP+をヒト神経芽細胞腫SH-SY5Y細胞に低濃度曝露し、緩やかな細胞死の初期に起こる細胞内変化を観察することで、PD発症の本質的なメカニズムの解明を目指している。前年度までに、低濃度MPP+は、リソソーム内加水分解酵素の活性低下を介してオートファゴソーム分解を抑制すること、さらには、この現象が細胞死に関与していることを明らかにした。本年度は、低濃度MPP+（48時間曝露）に特有のオートファゴソーム分解抑制メカニズムの特定を目指して、従来からPDモデル細胞作製に汎用される高濃度MPP+（24時間曝露）がオートファジーに及ぼす影響との比較を行った。高濃度MPP+は、オートファゴソーム分解抑制に加えてその生成過程も阻害している可能性が示され、細胞内に蓄積したオートファゴソームの量は低濃度MPP+曝露時と比較すると少量であった。また、低濃度MPP+と異なり、高濃度MPP+は、細胞内リソソームの数自体を減少させ、リソソーム機能亢進物質（トレハロース及びラパマイシン）を前処理しても高濃度MPP+誘発オートファゴソーム蓄積及び細胞死の軽減は認められなかった。このことから、高濃度MPP+は過激なリソソームダメージを引き起こし、それは、短時間では修復が困難である可能性が考えられる。以上より、「リソソーム内加水分解酵素の弱い活性低下」は、低濃度MPP+毒性に特徴的であり、このような状態が持続的に引き起こされることがPD発症の根本的なメカニズムである可能性が考えられる。今後、リソソーム内加水分解酵素活性低下の詳細なメカニズムが明らかになれば、PDの新規治療標的同定に繋がることが期待される。

I 々 は, パ ー キ ン ソ ン disease (PD) masato even chemicals MPP + を ヒ ト god 経 bud cells swollen exposure し SH SY5Y cells に low concentration, slow や か な cell death early の に こ る cells - the を 観 examine す る こ と で, PD 発 の essential な メ カ ニ ズ ム の interpret を refers し て い る. Before the annual ま で に, low concentration MPP + は, リ ソ ソ ー ム の hydrolysis enzyme activity in low を interface し て オ ー ト フ ァ ゴ ソ ー ム decomposition を inhibit す る こ と, さ ら に は, こ の phenomenon が cell death に masato and し て い る こ と を Ming ら か に し た. This year は MPP + time exposure (48), low concentration characteristic の に オ ー ト フ ァ ゴ ソ ー ム decomposition inhibition メ カ ニ ズ ム の specific を refers し て, 従 か ら PD モ デ ル cells for making に domestic さ れ る high concentration MPP + (24 time exposure) が オ ー ト フ ァ ジ ー に and ぼ す influence と の is line を っ た. High concentrations of MPP + は, オ ー ト フ ァ ゴ ソ ー ム decomposition inhibition に plus え て そ の generation process も resistance against し て い が る possibility in さ れ, the accumulation of intracellular に し た オ ー ト フ ァ ゴ ソ ー ム の は low concentration MPP + exposure と more す る と small で あ っ た. ま た, low concentration MPP + と different な り, high concentration of MPP + は, intracellular リ ソ ソ ー ム の number of autologous を reduce さ せ, リ ソ ソ ー ム hyperfunction material (ト レ ハ ロ ー ス and び ラ パ マ イ シ ン) before を 処 him し て も high concentration MPP + induced 発 オ ー ト フ ァ ゴ ソ ー ム accumulation and び cell death の 軽 は reduction to recognize め ら れ な か っ た. こ の こ と か ら, high concentration of MPP + は ultra な リ ソ ソ ー ム ダ メ ー ジ を lead き up こ し, そ れ は, short time で は repair が difficult で あ る possibility が exam え ら れ る. Above よ り, "リ ソ ソ ー ム の weak い hydrolysis enzyme activity is low" は MPP + toxicity, low concentration of 徴 に で あ り, こ の よ う な state が hold 続 に lead き up こ さ れ る こ と が PD 発 disease の fundamental な メ カ ニ ズ ム で あ る possibility が exam え ら れ る. In the future, リ ソ ソ ー ム hydrolysis enzyme activity is low の detailed な メ カ ニ ズ ム が Ming ら か に な れ ば, PD の new rules therapeutic target with constant に 繋 が る こ と が expect さ れ る.

项目成果

リソソーム・オートファジー系機能低下を介したロテノンの新規毒性メカニズム解明

阐明溶酶体自噬系统功能降低介导的鱼藤酮新毒性机制

• 发表时间: 2015
• 作者: Matsukawa K;Ihara R;Matsumoto T;Miura M;Chihara T;Wakabayashi T;Hashimoto T;Iwatsubo T;徳永 航，宮良 政嗣，古武 弥一郎，太田 茂
• 通讯作者: 徳永 航，宮良 政嗣，古武 弥一郎，太田 茂

低濃度パーキンソン病関連化学物質によるリソソーム機能低下とオートファジー阻害

低浓度的帕金森病相关化学物质会降低溶酶体功能并抑制自噬

• 发表时间: 2014
• 作者: Matsukawa K;Ihara R;Matsumoto T;Miura M;Chihara T;Wakabayashi T;Hashimoto T;Iwatsubo T;宮良 政嗣
• 通讯作者: 宮良 政嗣

Protein extracts from cultured cells contain nonspecific serum albumin

培养细胞的蛋白质提取物含有非特异性血清白蛋白

• DOI: 10.1080/09168451.2016.1151338
• 发表时间: 2016
• 期刊: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry
• 作者: Miyara M*;Umeda K*;Ishida K;Sanoh S;Kotake Y;Ohta S. *equal contribution
• 通讯作者: Ohta S. *equal contribution

低濃度MPP+によるグルコース飢餓を介したオートファジー機構の異常

低浓度MPP+导致葡萄糖饥饿介导的自噬机制异常

• 发表时间: 2016
• 作者: Michail S. Kukharsky;Annamaria Quintiero;Taisei Matsumoto;Koji Matsukawa;Haiyan An;Tadafumi Hashimoto;Takeshi Iwatsubo;Vladimir L. Buchman;Tatyana A. Shelkovnikova;坂本 修一朗，古武 弥一郎，宮良 政嗣，太田 茂
• 通讯作者: 坂本 修一朗，古武 弥一郎，宮良 政嗣，太田 茂

ロテノン誘発神経細胞死におけるオートファジー・リソソーム系の関与

自噬和溶酶体系统参与鱼藤酮诱导的神经细胞死亡

• 发表时间: 2016
• 作者: Michail S. Kukharsky;Annamaria Quintiero;Taisei Matsumoto;Koji Matsukawa;Haiyan An;Tadafumi Hashimoto;Takeshi Iwatsubo;Vladimir L. Buchman;Tatyana A. Shelkovnikova;坂本 修一朗，古武 弥一郎，宮良 政嗣，太田 茂;徳永 航，宮良 政嗣，古武 弥一郎，太田 茂
• 通讯作者: 徳永 航，宮良 政嗣，古武 弥一郎，太田 茂