神経疾患発症におけるリソソーム系タンパク質分解の関与解明

阐明溶酶体蛋白降解在神经系统疾病发展中的作用

• 批准号: 17J08433
• 负责人: 佐藤 正寛
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J08433/
• 关键词: autophagy; LAMP2A; motor dysfunction; microautophagy; Parkinson's disease; glucocerebrosidase; neuron; halotag; adeno-associated virus

細胞内タンパク質分解系は不要タンパク質を除去することで細胞内恒常性維持に重要な役割を果たしており，この破綻は神経変性疾患など様々な疾患の発症・進行に繋がるとされている．特に細胞増殖をしない神経細胞において，不要タンパク質の除去は細胞生存に深く関わっている．私は細胞内タンパク質分解系の中で現在あまり研究の進んでいないシャペロン介在性オートファジー (CMA) に着目した．LAMP2Aはリソソーム膜上に局在する1回膜貫通型のタンパク質であり，CMA活性に関与する最も重要な制御因子である．最近，我々はいくつかの脊髄小脳失調症モデル細胞においてCMA活性が低下することを明らかとし，CMA活性の低下が脊髄小脳失調症様の運動機能障害を引き起こすと想定した．そこで，4週齢のマウスの小脳にCMA活性を低下させる目的でAAV-GFP-LAMP2A miRNA及び比較対象としてAAV-GFP-Negative miRNAを投与した．マウス運動機能を検討したところ，LAMP2Aノックダウン群では，投与から8週目以降で歩行距離の減少及び踏み外し回数の増加がみられた．また，8週目でみられた運動機能障害はそれ以降でさらに増悪する傾向であった．また，投与後12週目においてマウス小脳冠状切片を作製し，免疫染色により組織学的解析を行ったところGFP陽性細胞周辺で小脳神経細胞の脱落及び分子層の萎縮が認められた．GFP陽性細胞周辺ではさらに，ミクログリアやアストロサイト活性化しており二次的に神経細胞の脱落が誘導されている可能性も考えられる．以上の結果より，LAMP2AのノックダウンによるCMA活性の低下は小脳において神経細胞の脱落や委縮に伴う運動機能障害を引き起こすことが示唆された．本研究結果はタンパク質分解系の一つであるCMA活性の低下が運動機能障害を伴う疾患へ関与する可能性を示した重要な知見である．

Intracellular degradation is an important part of the maintenance of intracellular homeostasis. It is an important part of the development of mental disorders. Special cell growth and development in the brain cells in the middle, do not remove the essence of the cell survival in the deep concern. LAMP2A is the most important regulatory factor involved in the study of intracellular cytokinesis (CMA). Recently, I have been concerned about the low CMA activity in spinal cord dysfunction. AAV-GFP-LAMP2A miRNA and AAV-GFP-Negative miRNA were injected into the cells at week 4. The function of LAMP2A is to reduce the walking distance and increase the number of steps. 8 weeks later, the motor dysfunction was reduced. Coronal sections of GFP positive cells were prepared 12 weeks after injection. Immunostaining was used for histological analysis of GFP positive cells. Cell shedding and molecular layer atrophy were identified.GFP positive cells were activated and the possibility of secondary cell shedding induction was examined. As a result, LAMP2A decreased CMA activity, which was associated with cell apoptosis and motor dysfunction. The results of this study indicate the importance of understanding the mechanism of mass decomposition, the relationship between decreased CMA activity and the possibility of motor impairment associated with disease.

项目成果

D‐cysteineが初代培養小脳プルキンエ細胞の樹状突起発達に及ぼす影響

D-半胱氨酸对原代培养小脑浦肯野细胞树突发育的影响

• 发表时间: 2017
• 作者: 関貴弘;佐藤正寛;今野歩;平井宏和;倉内祐樹;久恒昭哲;久恒昭哲;香月博志
• 通讯作者: 香月博志

脊髄小脳失調症の原因となる変異trnsmembrane protein 240は細胞内脂質代謝と小脳プルキンエ細胞の形態を調節する

突变的跨膜蛋白240，导致脊髓小脑共济失调，调节细胞内脂质代谢和小脑浦肯野细胞形态

• 发表时间: 2017
• 作者: Sato M;Seki T;Konno A;Hirai H;Kurauchi Y;Hisatsune A;Katsuki H;関貴弘，佐藤正寛，今野歩，平井宏和，倉内祐樹，久恒昭哲，香月博志;関貴弘，佐藤正寛，大島睦，佐藤正寛，関貴弘，今野歩，平井宏和，倉内祐樹，久恒昭哲，香月博志
• 通讯作者: 関貴弘，佐藤正寛，大島睦，佐藤正寛，関貴弘，今野歩，平井宏和，倉内祐樹，久恒昭哲，香月博志

シャペロン介在性オートファジー及びミクロオートファジーの新規活性評価法の開発と活性調節薬の探索

分子伴侣介导的自噬和微自噬的新活性评估方法的开发以及活性调节剂的寻找

• 发表时间: 2018
• 作者: Sato M;Ohta T;Seki T;Konno A;Hirai H;Kurauchi Y;Katsuki H;佐藤正寛，関貴弘，今野歩，平井宏和，倉内祐樹，久恒昭哲，香月博志
• 通讯作者: 佐藤正寛，関貴弘，今野歩，平井宏和，倉内祐樹，久恒昭哲，香月博志

Rapamycin activates mammalian microautophagy

• DOI: 10.1016/j.jphs.2019.05.007
• 发表时间: 2019-06-01
• 期刊: JOURNAL OF PHARMACOLOGICAL SCIENCES
• 影响因子: 3.5
• 作者: Sato, Masahiro;Seki, Takahiro;Katsuki, Hiroshi
• 通讯作者: Katsuki, Hiroshi

Motor dysfunction is triggered by miRNA-mediated knockdown of LAMP2A in mouse cerebellar neurons

小鼠小脑神经元中 miRNA 介导的 LAMP2A 敲低引发运动功能障碍

• 发表时间: 2019
• 作者: Sato M;Ohta T;Seki T;Konno A;Hirai H;Kurauchi Y;Katsuki H
• 通讯作者: Katsuki H