【研究分野】生物分子化学

【研究領域課題番号】16H01881 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

睡眠 / 炎症 / 肥満 / 筋ジストロフィー / 血管新生 / サプリメント / 癌 / 危険性薬物 / 睡眠物質 / プロスタグランジンD2 / 阻害薬 / 結晶構造 / 外傷性脳障害 / 酵素阻害剤 / 受容体拮抗薬 / 脂質メディエーター / 結晶構造解析 / G蛋白質結合型受容体 / 酵素 / プロスタグランジン / 遺伝子欠損マウス / シクロオキシゲナーゼ / G蛋白質共役型受容体 / 脳・神経 / 蛋白質

【研究成果の概要】

プロスタグランジン（PG)D2を作るL型とH型の合成酵素、及び、その受容体DPとCRTH2に対する抗体や遺伝子操作マウスを作成して、睡眠や炎症における関与を調べた。脳のくも膜のL型酵素がPGD2を産生し、アデノシンを介して側坐核のA2A受容体発現神経を刺激して睡眠を起こすことを証明した。新生血管に発現するDP受容体が癌組織への血管新生を抑制することを見出した。高脂肪食により未成熟脂肪細胞でL型酵素が誘導され、CRTH2受容体を介して肥満の制御に関わることを見出した。治療法の無い難病であるデュシェンヌ型筋ジストロフィーの筋委縮に関わるH型酵素の阻害薬を開発して、臨床試験を開始した。

【研究の社会的意義】

睡眠物質に関する研究を発展させ、脳内の睡眠調節系を次々に明らかにした。マウス睡眠解析測定系を利用して、オレキシン受容体拮抗作用による新規睡眠薬スボレキサントの情動性脱力発作（カタプレキシー）、及び、大麻成分による痙攣発作を見出し、両薬物の危険性を公表した。亜鉛酵母、清酒酵母、海藻や米糠のポリフェノールなどの睡眠誘発素材を多数見出し、一部は睡眠サプリメントとして商品化された。国際宇宙ステーションの無重力環境で作成した高品質の蛋白質結晶と大型放射光施設での高分解能構造解析により、炎症に関係する酵素の阻害薬開発を進め、治療法の無い難病であるデュシェンヌ型筋ジストロフィーの臨床治験を開始した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】44,200千円 (直接経費: 34,000千円、間接経費: 10,200千円)

【研究分野】耳鼻咽喉科学

【研究領域課題番号】25293347 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

脳・神経 / 内耳 / タンパク質 / オートファジー / プロテアソーム / 有毛細胞

【研究成果の概要】

細胞の品質管理において重要な役割を果たすタンパク質分解系が、内耳障害の際に果たす役割について、細胞レベルで明らかにすることを目的として、主たるタンパク質分解系である、ユビキチン・プロテアソーム系とオートファジー・リソソーム系の双方に介して解析を行った。
オートファジー・リソソーム系に関しては、内耳有毛細胞特異的にオートファジーがノックアウトされたマウスを作製したところ、生後早期より内耳機能の低下と有毛細胞の消失を認めた。ユビキチン・プロテアソーム系については、内耳培養細胞において、プロテアソーム阻害剤は、低濃度では細胞保護機能を認め、高濃度では細胞障害作用があることが判明した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2017-03-31

【配分額】18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)

【研究分野】動物生理・行動

【研究領域課題番号】21657022 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

行動 / タンパク質 / ELISA / チオNADサイクリング法 / CREB / モノアラガイ / 行動学 / 神経化学 / 生物物理学 / 脳・神経 / 蛋白質

【研究成果の概要】

モノアラガイでの味覚嫌悪学習のキー・ニューロン内でのCREB1タンパク質の定量を試みるのが本研究の目的である。まずはその検出方法であるが、当該のタンパク質の抗体を用いたELISA法に、チオNAD酵素サイクリング法を組み合わせたものを適用し、極微量のタンパク質でも定量できるようにその測定方法の開発に努めた。サイクリング法での脱水素酵素として3α-hydroxysteroid dehydrogenaseを用い、かつ基質としては改変したandrosteroneを用いて、300回転/分以上のサイクリングを実現した。これは、androsteroneの17位を修飾することによって成功した。また酵素反応の至適条件も見直し、バッファー組成のリン酸基濃度を増やした。さらには、標識酵素としてアルカリホスファターゼまたはβガラクシダーゼのどちらを適用し、市販のプレートリーダーを用いた測定系で、10^<-20>moles/well以上の検出限界を達成できた。さて次に、CREB1タンパク質を、上述のアルカリホスファターゼを標識酵素として用いて定量してみた。しかしながら、現時点では高感度は得られておらず、行動変容に特に関与するニューロン1個内のCREB1タンパク質を定量できるまでには至っていない。問題点は、抗体の精度にあることは明らかとなったので、現在は、その抗体の精度を上げるように努めている。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2009 - 2010

【配分額】3,100千円 (直接経費: 3,100千円)

【研究分野】機能生物化学

【研究領域課題番号】19570121 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

蛋白質 / 酵素 / ストレス / 脳・神経 / シグナル伝達 / 蛋白質工学 / グロビン蛋白質 / 細胞死保護 / 酸化ストレス

【研究成果の概要】

ニューログロビン(Ngb)は酸化ストレスに応答しシグナル伝達過程を制御することにより、神経細胞死を防いでいる可能性が高い。本研究では、この仮説を検証することを目的とした。その結果、神経細胞死抑制活性にヒトNgb の「GDP 解離抑制蛋白質」としての活性が極めて重要であることを実証した。また、魚のNgb が「細胞膜貫通特性」を持つことを発見し、さらに、蛋白質工学的手法を駆使することにより、培地に加えるだけで細胞内に導入され細胞を保護する新規人工蛋白質の創製にも成功した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】生理学一般

【研究領域課題番号】18689008 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

可視化 / 生体分子 / 生理学 / 蛋白質 / 脳・神経 / 開口放出 / ホルモン分泌 / 全反射蛍光顕微鏡 / イメージング / 小胞輸送 / シナプトタグミン / 分泌顆粒輸送 / 低分子量GTP蛋白質 / Rab / ドッキング

【研究成果の概要】

私達の身体は環境変化に対応するため、ホルモンを分泌することにより体内の恒常性を一定に保っている。この機構の破綻は、アレルギー、糖尿病等の種々の疾患に直結する。しかしホルモン分泌の詳細な分子メカニズムについては解明されていない。そこで、超高感度、超高解像度を持つ蛍光顕微鏡を新規開発し、内分泌細胞から起こるホルモン分泌反応を直接可視化計測することに成功した。そして、ホルモン分泌制御機構の詳細な分子メカニズムの一端を解明した。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】27,690千円 (直接経費: 21,300千円、間接経費: 6,390千円)