リソソーム機能不全からの神経特異的モードのオートファジーの解明

研究代表者 谷田 以誠（Tanida Isei） 順天堂大学・大学院医学研究科　先任准教授 https://scholar.google.co.jp/citations?hl=ja&user=C9H0DzcAAAAJ&view_op=list_works&sortby=pubdate

研究課題の概要と計画

リソソームはマルチモード・オートファジーの終着点であり、リソソーム内加水分解酵素によりオートファジーにおける“分解”そのものを担っている。カテプシンDはリソソーム内主要タンパク質分解酵素であり、その遺伝子CTSD/ CLN10は神経セロイドリポフスチン症の原因遺伝子である。そこで、リソソーム機能不全をおこしているカテプシンD機能欠損モデルマウスを用いて、神経特異的に神経細胞維持に重要なモードのオートファジーを見出すことを目標とする。CtsDノックアウトマウス脳内タンパク質の経時変化について、特にプロテイノパチーに関わるタンパク質に注目して、CtsDノックアウトマウス脳における生化学的・組織学的プロファイリングをおこなう。また、機能欠損変異カテプシンD過剰発現によって、カテプシンD欠損株のようにタンパク質異常蓄積が引き起こされるか否かを解析する。神経セロイドリポフスチン症の神経変性の主因候補に関して、カテプシンD機能欠損初代神経培養細胞や変異カテプシンDを過剰発現した神経芽細胞腫由来の細胞株を用いて、神経セロイドリポフスチン症における神経変性に関わるかどうかを評価していく。最終的にはCtsD/ Cln10ノックアウトマウスで神経変性を引き起こす主因子が見いだされた時点で、野生型マウスや初代培養神経細胞にこれらの因子を過剰発現することで神経変性・細胞死が引き起こされるかを検証する。

本研究課題に関連する代表的論文3報

Oliva Trejo JA, Tanida I, Suzuki C, Kakuta S, Uchiyama Y: Characterization of starvation-induced autophagy in cerebellar Purkinje cells of pHluorin-mKate2-human LC3B transgenic mice. Sci. Rep. 2020, 10: 9643.

Suzuki C, Tanida I, Oliva Trejo JA, Kakuta S, Uchiyama Y: Autophagy Deficiency in Renal Proximal Tubular Cells Leads to an Increase in Cellular Injury and Apoptosis under Normal Fed Conditions. Int J Mol Sci. 2019, 21:155.

Suzuki C, Tanida I, Ohmuraya M, Oliva Trejo JA, Kakuta S, Sunabori T, Uchiyama Y: Lack of Cathepsin D in the Renal Proximal Tubular Cells Resulted in Increased Sensitivity against Renal Ischemia/Reperfusion Injury. Int J Mol Sci. 2019, 5;20.

キーワード

cathepsin D、lysosome、autophagy、neuronal ceroid lipofuscinosis、Batten disease、neurodegenerative diseases