2022/05/24 更新

写真a

オオカワラ ビセイ
大河原 美静
OHKAWARA, Bisei
所属
大学院医学系研究科 特任准教授
職名
特任准教授
外部リンク

学位 1

  1. 理学博士 ( 2002年3月   総合研究大学院大学 ) 

研究キーワード 5

  1. neuromuscular junctions

  2. 発生生物学

  3. シナプス形成

  4. シグナル伝達経路

  5. Wnt

研究分野 1

  1. ライフサイエンス / 発生生物学

経歴 2

  1. 名古屋大学大学院医学系研究科   神経遺伝情報学   准教授

    2017年4月 - 現在

  2. 名古屋大学大学院医学系研究科   神経遺伝情報学   特任講師

    2013年2月 - 2017年4月

学歴 1

  1. 総合研究大学院大学

    - 2002年3月

所属学協会 2

  1. 日本筋学会

  2. 日本分子生物学会

 

論文 28

  1. Functional analysis of mutations in a glycosylation enzyme gene, GFPT1, underlying limb-girdle congenital myasthenic syndromes (CMS)

    Farshadyeganeh Paniz, Ohkawara Bisei, Kamon Masayoshi, Araki Toshiyuki, Komaki Hirofumi, Ohno Kinji

    EUROPEAN JOURNAL OF HUMAN GENETICS   30 巻 ( SUPPL 1 ) 頁: 271 - 271   2022年4月

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    記述言語:日本語  

    Web of Science

  2. Promethazine Downregulates Wnt/beta-Catenin Signaling and Increases the Biomechanical Forces of the Injured Achilles Tendon in the Early Stage of Healing

    Sakaguchi Takefumi, Ohkawara Bisei, Kishimoto Yasuzumi, Miyamoto Kentaro, Ishizuka Shinya, Hiraiwa Hideki, Ishiguro Naoki, Imagama Shiro, Ohno Kinji

    AMERICAN JOURNAL OF SPORTS MEDICINE   50 巻 ( 5 ) 頁: 1317 - 1327   2022年4月

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  3. Possible Repositioning of an Oral Anti-Osteoporotic Drug, Ipriflavone, for Treatment of Inflammatory Arthritis via Inhibitory Activity of KIAA1199, a Novel Potent Hyaluronidase

    Koike Hiroshi, Nishida Yoshihiro, Shinomura Tamayuki, Ohkawara Bisei, Ohno Kinji, Zhuo Lisheng, Kimata Koji, Ushida Takahiro, Imagama Shiro

    INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES   23 巻 ( 8 )   2022年4月

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    記述言語:日本語  

    DOI: 10.3390/ijms23084089

    Web of Science

    PubMed

  4. Meclozine ameliorates skeletal muscle pathology and increases muscle forces in mdx mice

    Kawamura Yusuke, Hida Tetsuro, Ohkawara Bisei, Matsushita Masaki, Kobayashi Takeshi, Ishizuka Shinya, Hiraiwa Hideki, Tanaka Satoshi, Tsushima Mikito, Nakashima Hiroaki, Ito Kenyu, Imagama Shiro, Ito Mikako, Masuda Akio, Ishiguro Naoki, Ohno Kinji

    BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS   592 巻   頁: 87 - 92   2022年2月

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  5. Regulated splicing of large exons is linked to phase-separation of vertebrate transcription factors

    Kawachi Toshihiko, Masuda Akio, Yamashita Yoshihiro, Takeda Jun-ichi, Ohkawara Bisei, Ito Mikako, Ohno Kinji

    EMBO JOURNAL   40 巻 ( 22 ) 頁: e107485   2021年11月

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  6. Zonisamide upregulates neuregulin-1 expression and enhances acetylcholine receptor clustering at the in vitro neuromuscular junction 国際誌

    Inoue Taro, Ohkawara Bisei, Bushra Samira, Kanbara Shunsuke, Nakashima Hiroaki, Koshimizu Hiroyuki, Tomita Hiroyuki, Ito Mikako, Masuda Akio, Ishiguro Naoki, Imagama Shiro, Ohno Kinji

    NEUROPHARMACOLOGY   195 巻   頁: 108637 - 108637   2021年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.neuropharm.2021.108637

    Web of Science

    PubMed

  7. Secreted Signaling Molecules at the Neuromuscular Junction in Physiology and Pathology 国際誌

    Ohkawara Bisei, Ito Mikako, Ohno Kinji

    INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES   22 巻 ( 5 )   2021年3月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/ijms22052455

    Web of Science

    PubMed

  8. Zonisamide ameliorates neuropathic pain partly by suppressing microglial activation in the spinal cord in a mouse model 国際誌

    Koshimizu Hiroyuki, Ohkawara Bisei, Nakashima Hiroaki, Ota Kyotaro, Kanbara Shunsuke, Inoue Taro, Tomita Hiroyuki, Sayo Akira, Kiryu-Seo Sumiko, Konishi Hiroyuki, Ito Mikako, Masuda Akio, Ishiguro Naoki, Imagama Shiro, Kiyama Hiroshi, Ohno Kinji

    LIFE SCIENCES   263 巻   頁: 118577 - 118577   2020年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.lfs.2020.118577

    Web of Science

    PubMed

  9. Gene Expression Profile at the Motor Endplate of the Neuromuscular Junction of Fast-Twitch Muscle 国際誌

    Huang Kun, Li Jin, Ito Mikako, Takeda Jun-Ichi, Ohkawara Bisei, Ogi Tomoo, Masuda Akio, Ohno Kinji

    FRONTIERS IN MOLECULAR NEUROSCIENCE   13 巻   頁: 154 - 154   2020年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3389/fnmol.2020.00154

    Web of Science

    PubMed

  10. CTGF/CCN2 facilitates LRP4-mediated formation of the embryonic neuromuscular junction

    Ohkawara Bisei, Kobayakawa Akinori, Kanbara Shunsuke, Hattori Takako, Kubota Satoshi, Ito Mikako, Masuda Akio, Takigawa Masaharu, Lyons Karen M., Ishiguro Naoki, Ohno Kinji

    EMBO REPORTS   21 巻 ( 8 )   2020年8月

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  11. CTGF/CCN2 facilitates LRP4-mediated formation of the embryonic neuromuscular junction 査読有り 国際誌

    Ohkawara Bisei, Kobayakawa Akinori, Kanbara Shunsuke, Hattori Takako, Kubota Satoshi, Ito Mikako, Masuda Akio, Takigawa Masaharu, Lyons Karen M., Ishiguro Naoki, Ohno Kinji

    EMBO REPORTS   21 巻 ( 8 ) 頁: e48462   2020年8月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.15252/embr.201948462

    Web of Science

    PubMed

  12. Zonisamide ameliorates progression of cervical spondylotic myelopathy in a rat model 国際誌

    Kanbara Shunsuke, Ohkawara Bisei, Nakashima Hiroaki, Ohta Kyotaro, Koshimizu Hiroyuki, Inoue Taro, Tomita Hiroyuki, Ito Mikako, Masuda Akio, Ishiguro Naoki, Imagama Shiro, Ohno Kinji

    SCIENTIFIC REPORTS   10 巻 ( 1 ) 頁: 13138 - 13138   2020年8月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41598-020-70068-0

    Web of Science

    PubMed

  13. tRIP-seq reveals repression of premature polyadenylation by co-transcriptional FUS-U1 snRNP assembly

    Masuda Akio, Kawachi Toshihiko, Takeda Jun-ichi, Ohkawara Bisei, Ito Mikako, Ohno Kinji

    EMBO REPORTS   21 巻 ( 5 )   2020年5月

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  14. tRIP-seq reveals repression of premature polyadenylation by co-transcriptional FUS-U1 snRNP assembly 査読有り 国際誌

    Masuda Akio, Kawachi Toshihiko, Takeda Jun-ichi, Ohkawara Bisei, Ito Mikako, Ohno Kinji

    EMBO REPORTS   21 巻 ( 5 ) 頁: e49890   2020年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.15252/embr.201949890

    Web of Science

    PubMed

  15. Congenital myasthenic syndrome-associated agrin variants affect clustering of acetylcholine receptors in a domain- specific manner 査読有り 国際誌

    Ohkawara Bisei, Shen XinMing, Selcen Duygu, Nazim Mohammad, Bril Vera, Tarnopolsky Mark A., Brady Lauren, Fukami Sae, Amato Anthony A., Yis Uluc, Ohno Kinji, Engel Andrew G.

    JCI INSIGHT   5 巻 ( 7 )   2020年4月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1172/jci.insight.132023

    Web of Science

    PubMed

  16. Author Correction: Mianserin suppresses R-spondin 2-induced activation of Wnt/β-catenin signaling in chondrocytes and prevents cartilage degradation in a rat model of osteoarthritis. 査読有り 国際誌

    Okura T, Ohkawara B, Takegami Y, Ito M, Masuda A, Seki T, Ishiguro N, Ohno K

    Scientific reports   10 巻 ( 1 ) 頁: 2995 - 2995   2020年2月

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.1038/s41598-020-60112-4

    PubMed

  17. Inhibition of cyclooxygenase-1 by nonsteroidal anti-inflammatory drugs demethylates MeR2 enhancer and promotes Mbnl1 transcription in myogenic cells 査読有り 国際誌

    Huang Kun, Masuda Akio, Chen Guiying, Bushra Samira, Kamon Masayoshi, Araki Toshiyuki, Kinoshita Masanobu, Ohkawara Bisei, Ito Mikako, Ohno Kinji

    SCIENTIFIC REPORTS   10 巻 ( 1 ) 頁: 2558 - 2558   2020年2月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41598-020-59517-y

    Web of Science

    PubMed

  18. Mianserin suppresses R-spondin 2-induced activation of Wnt/beta-catenin signaling in chondrocytes and prevents cartilage degradation in a rat model of osteoarthritis 査読有り 国際誌

    Okura Toshiaki, Ohkawara Bisei, Takegami Yasuhiko, Ito Mikako, Masuda Akio, Seki Taisuke, Ishiguro Naoki, Ohno Kinji

    SCIENTIFIC REPORTS   9 巻 ( 1 ) 頁: 2808 - 2808   2019年2月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41598-019-39393-x

    Web of Science

    PubMed

  19. Differential effects of spinal motor neuron-derived and skeletal muscle-derived Rspo2 on acetylcholine receptor clustering at the neuromuscular junction 査読有り 国際誌

    Li Jin, Ito Mikako, Ohkawara Bisei, Masuda Akio, Ohno Kinji

    SCIENTIFIC REPORTS   8 巻 ( 1 ) 頁: 13577 - 13577   2018年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41598-018-31949-7

    Web of Science

    PubMed

  20. Lack of Fgf18 causes abnormal clustering of motor nerve terminals at the neuromuscular junction with reduced acetylcholine receptor clusters. 査読有り

      ( 8 ) 頁: 434   2018年1月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41598-017-18753-5.

  21. Lack of Fgf18 causes abnormal clustering of motor nerve terminals at the neuromuscular junction with reduced acetylcholine receptor clusters 査読有り 国際誌

    Ito Kenyu, Ohkawara Bisei, Yagi Hideki, Nakashima Hiroaki, Tsushima Mikito, Ota Kyotaro, Konishi Hiroyuki, Masuda Akio, Imagama Shiro, Kiyama Hiroshi, Ishiguro Naoki, Ohno Kinji

    SCIENTIFIC REPORTS   8 巻 ( 1 ) 頁: 434 - 434   2018年1月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41598-017-18753-5

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  22. Activated FGFR3 promotes bone formation via accelerating endochondral ossification in mouse model of distraction osteogenesis 査読有り 国際誌

    Osawa Yusuke, Matsushita Masaki, Hasegawa Sachi, Esaki Ryusaku, Fujio Masahito, Ohkawara Bisei, Ishiguro Naoki, Ohno Kinji, Kitoh Hiroshi

    BONE   105 巻   頁: 42 - 49   2017年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.bone.2017.05.016

    Web of Science

    PubMed

  23. Fluoxetine ameliorates cartilage degradation in osteoarthritis by inhibiting Wnt/beta-catenin signaling 査読有り 国際誌

    Miyamoto Kentaro, Ohkawara Bisei, Ito Mikako, Masuda Akio, Hirakawa Akihiro, Sakai Tadahiro, Hiraiwa Hideki, Hamada Takashi, Ishiguro Naoki, Ohno Kinji

    PLOS ONE   12 巻 ( 9 ) 頁: e0184388   2017年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1371/journal.pone.0184388

    Web of Science

    PubMed

  24. SRSF1 suppresses selection of intron-distal 5 ' splice site of DOK7 intron 4 to generate functional full-length Dok-7 protein 査読有り 国際誌

    Bin Ahsan Khalid, Masuda Akio, Rahman Mohammad Alinoor, Takeda Jun-ichi, Nazim Mohammad, Ohkawara Bisei, Ito Mikako, Ohno Kinji

    SCIENTIFIC REPORTS   7 巻 ( 1 ) 頁: 10446 - 10446   2017年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41598-017-11036-z

    Web of Science

    PubMed

  25. Wnt/beta-catenin signaling suppresses expressions of Scx, Mkx, and Tnmd in tendon-derived cells 査読有り 国際誌

    Kishimoto Yasuzumi, Ohkawara Bisei, Sakai Tadahiro, Ito Mikako, Masuda Akio, Ishiguro Naoki, Shukunami Chisa, Docheva Denitsa, Ohno Kinji

    PLOS ONE   12 巻 ( 7 ) 頁: e0182051   2017年7月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1371/journal.pone.0182051

    Web of Science

    PubMed

  26. Competitive regulation of alternative splicing and alternative polyadenylation by hnRNP H and CstF64 determines acetylcholinesterase isoforms 査読有り 国際誌

    Nazim Mohammad, Masuda Akio, Rahman Mohammad Alinoor, Nasrin Farhana, Takeda Jun-Ichi, Ohe Kenji, Ohkawara Bisei, Ito Mikako, Ohno Kinji

    NUCLEIC ACIDS RESEARCH   45 巻 ( 3 ) 頁: 1455 - 1468   2017年2月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/nar/gkw823

    Web of Science

    PubMed

  27. Agrin-LRP4-MuSK signaling as a therapeutic target for myasthenia gravis and other neuromuscular disorders 査読有り 国際誌

    Ohno Kinji, Ohkawara Bisei, Ito Mikako

    EXPERT OPINION ON THERAPEUTIC TARGETS   21 巻 ( 10 ) 頁: 949 - 958   2017年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1080/14728222.2017.1369960

    Web of Science

    PubMed

  28. LRP4 third β-propeller domain mutations cause novel congenital myasthenia by compromising agrin-mediated MuSK signaling in a position-specific manner. 査読有り

    Ohkawara B1, Cabrera-Serrano M, Nakata T, Milone M, Asai N, Ito K, Ito M, Masuda A, Ito Y, Engel AG, Ohno K.

    Hum Mol Genet.   23 巻 ( 7 ) 頁: 1856-68   2014年4月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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講演・口頭発表等 4

  1. 神経筋接合部形成における細胞外分泌因子の役割 招待有り

    大河原 美静

    第6回日本筋学会学術集会  2020年12月19日 

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    開催年月日: 2020年12月

    会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

  2. Wnt/beta-catenin signaling in chondrocytes for cartilage degradation of osteoarthritis 招待有り 国際会議

    大河原 美静

    分子生物学会年会  2018年11月 

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    記述言語:英語   会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

  3. Mianserin suppresses R-spondin 2-induced activation of Wnt/β-catenin signaling in chondrocytes and prevents cartilage degradation in a rat model of osteoarthritis 国際会議

    大河原 美静

    European Wnt Meeting 2018  2018年9月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

  4. CTGF binds to LRP4 to ameliorate NMJ formation 国際会議

    大河原 美静

    Gurdon Conference, Wnt meeting  2017年8月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

科研費 11

  1. 神経筋接合部の正常分子構築解明と分子病態解明

    研究課題/研究課題番号:20H03561  2020年4月 - 2023年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    大野 欽司, 増田 章男, 大河原 美静

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    担当区分:研究分担者 

    神経筋接合部(NMJ)の正常分子構築機構を明らかにするとともに、NMJ発現分子の先天的欠損による先天性筋無力症候群(CMS)の分子病態を解明し、新規治療法開発につなげる。Rspo2, Fgf18, Ctgfの3種類の新規NMJ構築誘導分子のさらなる機能解析により正常NMJ分子構築機構を明らかにする。本邦30症例のCMSにおいて同定した遺伝子変異の機能解析を行うとともに新規治療法開発研究を行う。
    神経筋接合部(neuromuscular junction, NMJ)の正常分子構築機構を明らかにするとともに、先天性筋無力症候群(congenital myasthenic syndromes, CMS)の分子病態を解明し、新規治療法開発につなげることを目的とした。CMSはNMJ発現分子の先天的遺伝子欠損によりNMJ信号伝達が障害をされる病態であり、出生時を含む2歳以下発症が多く、筋力低下と日内変動と日差変動を特徴とし、時に顔面の小奇形を伴う。今までに30種類以上の原因遺伝子が同定されてきた。本研究では、初めに、Rspo2, Fgf18, Ctgfの3種類の新規NMJ構築誘導分子とその受容体の機能解析により正常NMJ分子構築機構を明らかにするとともに、RiboTagマウスとSPPLAT法によるproximity proteomicsにより新規NMJ構築分子同定を行った。次に、本邦CMSにおいて同定を行なってきた遺伝子変異の機能解析を培養細胞を用いて行うことを目的としてin vitro NMJの作成を開始した。これらのCMS病態解析を新規治療法開発研究に今後つなげる。
    COVID-19パンデミックによる研究の一部遅延が生じているが概ね順調に経過している。
    CMSモデルマウスとRiboTagマウスをかけあわせることによりCMSのNMJ筋終板ならびに脊髄前角細胞における遺伝子発現変化を解析しCMS病態を明らかにする。iPS細胞を用いたin vitro NMJを作成し、CMS病態を明らかにするとともに、薬剤スクリーニングで同定をした新規治療薬の効果の検証を行う。

  2. 肢帯型先天性筋無力症の病態解析および新規治療法の開発

    研究課題/研究課題番号:20K06925  2020年4月 - 2023年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    伊藤 美佳子, 大河原 美静

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    担当区分:研究分担者 

    先天的な神経筋接合部の分子欠損による先天性筋無力症候群 (congenital myasthenic syndromes, CMS)の原因として30種類の分子が報告されており、筋力低下や易疲労性を呈し、軽度から重度の呼吸困難、嚥下困難、四肢筋力低下が認められる。本研究では、CMS患者と同じ変異を持つマウスを作製し、神経筋接合部での病態機構解析を行う。またCMS患者由来iPS細胞を用いたGFPT1, DOK7の遺伝子変異の機能解析を行い、既認可薬からスクリーニングによる新規治療法の開発に取り組む。
    先天性筋無力症候群 (CMS: congenital myasthenic syndromes,)は筋力低下や易疲労性を呈し、軽度から重度の呼吸困難、嚥下困難、四肢筋力低下が認められるが、その分子病態は十分解明されていない。CMSの中で、タンパクや脂質の糖化酵素であるGFPT1(Glutamine:Fructose-6-Phosphate Transaminase 1)の変異が原因分子の一つであり、肢帯型の筋力低下が特徴である。
    我々はGFPT1遺伝子のc.252A>T と c.722^723insG のヘテロ変異を持つ患者を同定した。c.722^723insGはexon 9内の変異であり、reading frameを変えてpremature stop codonをexon10内に導く。この患者由来のiPS細胞を使用し、MyoD expression systemを用いて筋細胞に分化させ、100 mM GlcNAcを培地中に添加するとiMbsの分化効率は良くなった。また、GFPT1患者と同じ変異を有するモデルマウスを作成し、その運動能、病理像、形態観察を行い神経筋接合部の分子構築機構の解明を行った。
    さらに、本邦の肢帯型CMS患者においてDok-7上に複合ヘテロミスセンス変異(c.653-1G>C; c.190G>A)を同定した。患者iPSC細胞を用いて、c.653-1G>Cはスプライシングパターンが変わることを発見した。exon6のスキッピングにより、nuclear export signal (NES) が欠損したDOK7が作られる。c.190G>Aはpleckstrin homology domain (PH domain)上にあり、アミノ酸が変化する。この変異は、MHC やCHRNG といった筋組織で発現する遺伝子群の発現を減少させることを見出した。
    GFPT1c.722^723insG変異のモデルとして、CRISPR/Cas9 systemを用いてc.716^717insG ノックインマウスを作製し、表現型解析を行った。運動試験の結果は、このマウスは若年齢ではコントロールと差がなかく、9ヶ月齢では筋力に低下が見られた。骨格筋におけるexon 9の欠失が神経筋接合部の形成にどのような影響があるかを調べるため、大腿四頭筋と腓腹筋の免疫組織染色を行い、神経末端(synaptophysin)とアセチルコリンクラスターを可視化した。若年齢ではコントロールと同様であったが、9ヶ月齢ではアセチルコリンクラスター面積の減少が見られた。マウスが9ヶ月例になるまで解析できないのは、時間がかかる原因になるが、今後は、神経筋接合部形成や筋肉代謝におけるGfpt1の役割を、神経筋接合部の表現型やUDP-GlcNAcの量から、さらに詳しく調査する。
    骨格筋における患者GFPT1変異の神経筋接合部形成の影響を調べるため、大腿四頭筋と腓腹筋の免疫組織染色を行い、神経末端(synaptophysin)とアセチルコリンクラスターを可視化した。若年齢ではコントロールと同様であったが、9ヶ月齢ではアセチルコリンクラスター面積の減少と断片化が観察された。今後は、神経筋接合部形成や筋肉代謝におけるGFPT1の役割を、神経筋接合部の表現型やUDP-GlcNAcの量から、さらに詳しく調査する。
    マウスはヒトと異なり、筋組織でGFPT2の発現が高く、GFPT1の機能を補助する役割がある。Gfpt1 c.716^717insGノックインマウスの表現系が顕著に出なかったのは、GFPT2がGFPT1の機能を補っているためと考えられる。そこで、GFPT2ノックアウトマウスを作製しており、現在c.722^723insGノックインマウスと掛け合わせを行っている。このマウスの作成には大変時間がかかると予想される。Gfpt1 c.716^717 insG, Gfpt2-/-マウスが作成でき次第、運動試験・行動量試験などの表現型の解析や、神経筋接合部特異的に発現している分子の変化を検出し、患者変異GFPT1において、異常を起こした分子メカニズムを詳細に解析する。また、UDP-GlcNAcの量から、神経筋接合部形成や筋肉代謝におけるGfpt1の役割をさらに詳しく調査する。
    DOK7型CMS研究においては、DOK7 c.653-1G>C; c.190G>Aの変異が病因になるメカニズムをさらに詳しく調べる。

  3. Wnt/βカテニン・ADAM10阻害による新規作用機序の変性関節症治療薬の開発

    研究課題/研究課題番号:19H03779  2019年4月 - 2022年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    石黒 直樹, 高橋 伸典, 水野 正明, 平岩 秀樹, 大野 欽司, 大河原 美静

      詳細を見る

    担当区分:研究分担者 

    Wntシグナルの抑制は関節炎の抑制効果など軟骨保護に加えて複合的な効果が期待でき、関節治療薬の開発が期待できる。一方、ヒアルロン酸の主たる受容体であるCD44のADAM10による断片化がOA軟骨において観察され,CD44断片化は細胞外マトリックス形成を阻害し、断片化の結果生成されたICD(intra cellular domain)が生理活性を持ち、MMPなど分解系酵素や炎症性サイトカイン産生に働き関節破壊を招来する。ADAM10阻害はCD44断片化抑制を介して、OA治療に応用可能である。ADAM10の阻害活性を持つ化合物をDrug repositioning により見出すことを目標とする。
    ①Wnt/βカテニン阻害によるOA治療薬の開発
    昨年に引き続き、1186種のFDA既認可薬を用い、Wntシグナル抑制効果のある薬剤のスクリーニングを行った。既に見出しているRaloxifeneを含めて一貫性のある結果が得られず、再現性に問題のある化合物ばかりであった。これについての考察を行い細胞種による違い、特に軟骨細胞ではWntとDDK-1の活性変化が刺激物質や培養条件(passage等)により異なる挙動を示す可能性を考えた。そこで、従来から着目していたRaloxifeneの軟骨保護作用がWnt/βカテニン阻害作用のみで説明出来ない可能性が示唆された。検討継続の可否について研究者間での議論している。
    ②ADAM10阻害によるOA治療薬開発
    ADAM10 knock out mouseの入手がCovid-19感染症の関係で想定以上に遅れたので実験開始がずれ込んだ。ADAM10阻害効果の陽性対照モデルとして本knock out mouseを使用して、動物実験モデルの最適化を行っている。通常の靭帯断裂モデルは関節軟骨の急性破壊モデルとなるために、十分にCD44断片化モデルには適さない。加齢による慢性的な軟骨破壊を近似するモデルの構築を目的に運動負荷状態での老齢化mouseモデルを検討した。対象に比較してADAM10knock out mouseは軟骨変性の抑制が確認された。ADAM10酵素活性抑制とmRNA発現抑制の両面からスクリーニングを行っている。動物実験モデルは完成したので、今後は速やかに進むと考えている。
    理由の一つにCOVID19感染症により大学からの要請により研究活動を縮小したことがある。それに加えて以下の個別の問題があり、予定通り伸展しなかった。
    ①Wnt/βカテニン阻害によるOA治療薬の開発
    新規の化合物発見を期待したが、出来ていない。過去にWnt/βカテニン経路の阻害活性を確認した物質を含めて構造展開の可能性を検討している。スクリーニングを繰り返しても候補化合物の発見に至らず、既存化合物の転用を計るdrug repositioning戦略の限界があり、戦術の見直しが必要である。同様の作用を持つ化合物で臨床試験を始めている製薬企業の進捗状況を注目している。方向性の見直しが必要となる可能性を含め、共同研究者と協議中である。
    ②ADAM10阻害によるOA治療薬開発
    ADAM10阻害による関節軟骨変性予防効果を判定するための動物モデルが完成した。今後はCD44断片化抑制を指標とした酵素活性評価とADMA10mRNA発現抑制の両面から化合物を探索する予定である。既にsimvastatin を確認しているが、次期の標的化合物の候補は複数確認されており、これを動物実験に展開する予定である。しかしながら動物実験には運動負荷、老齢化モデルを用いるので効率が悪く、結果を得るのに時間がかかった。
    ①Wnt/βカテニン阻害によるOA治療薬の開発
    米国で先行しているWnt/βカテニン阻害薬は全身的影響を考慮して、関節内注射薬として開発されているが、2相試験の結果は微妙なものであった。これから分かることは、強めのWnt/βカテニン阻害効果を持つと思われる物質も関節内で有意な効果が発揮出来ない可能性である。この結果は我々の知見とも一致する。研究期間内に終了する目途が立たないので全ての研究資源を②ADAM10阻害によるOA治療薬開発に振り分けることとする。
    ②ADAM10阻害によるOA治療薬開発
    候補化合物の動物実験による前臨床POC確立をめざす。既に候補化合物の目星はついているので、速やかに動物実験を開始出来るものと思っている。これによりCD44断片化抑制という全く新しい治療戦略の可能性が示せるものと期待している。年度内での前臨床POC確立に至るように全ての研究資源を本研究課題に振り分ける。

  4. 神経筋接合部における細胞外分泌因子の同定

    研究課題/研究課題番号:18K06483  2018年4月 - 2022年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    大河原 美静

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    神経筋接合部(NMJ)は運動神経と筋肉細胞を結ぶシナプスで、シナプスの信号伝達にはアセチルコリンとその受容体であるアセチルコリン受容体(AChR)を利用している。よって、シナプスの信号を効率よく伝達するために、筋肉側のシナプス領域(終板)でAChRが集積することが必要である。現在までにこのAChR集積に必要な細胞外分泌因子が20個弱知られているものの、未知の重要なたんぱく質はそれ以上あることが想像されている。昨年度までに、研究代表者は培養条件下で分化した筋肉細胞を用い、AChRが集積する領域に存在する細胞外のたんぱく質を特異的に特定する手法を確立し、AChRのサブユニットとMuSKやLRP4などのいくつかのタンパク質が共局在している事を明らかにした。今年度は、この方法を用いて、細胞外分泌因子中で筋肉から分泌されAChRが集積する領域に存在しAChR集積に必須の因子を多く同定することを目指している。 今年度の実施計画では、発生過程におけるマウス筋肉組織においてAChRのサブユニットと同時かつ同じ核で発現しているmRNAをデータセット化し、同定することで、AChRと共局在する可能性のあるたんぱく質の候補リストを作成した。現在は、この候補リストの中から、実際にAChRとたんぱく質レベルで共局在するたんぱく質をウェスタンブロッティングと免疫染色により同定することを行っている。また、筋肉細胞と神経細胞を共培養することで作製したin vitro NMJの作製も行い、一部の細胞外分泌因子の結果については、論文において報告を行った。
    作製したデータセットでは、細胞外分泌因子のmRNA量が少ないことが理由で、発現量の詳細があいまいであった。そこで、現在は発生段階を追って、NMJ領域に必要な既知のmRNAを発現している核を同定し、その核での細胞外分泌因子の発現量を細かく検討している。再検討自体はスムーズに行えたため「やや遅れている」とした。
    昨年度行う予定だった、①データセットよりわかる既知の因子の局在を検討する、に引き続き、②Rspo2、FGF18などの分泌因子と共に関わる細胞外分泌因子を同定という計画を今年度中に実施する予定である。培養細胞を用いたウェスタンブロットや細胞免疫染色を取り急ぎ行うことでAChR集積に 関わる複数の因子の役割を明らかにしていきたい。

  5. iPS細胞を用いたGFPT1先天性筋無力症の病態解析および治療研究

    研究課題/研究課題番号:17K07094  2017年4月 - 2021年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    伊藤 美佳子, 大河原 美静

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    担当区分:研究分担者 

    先天性筋無力症候群(CMS) の原因分子の一つに、タンパクや脂質の糖化酵素であるGFPT1の変異があり、肢帯型の筋力低下が特徴である。骨格筋ではGFPT1-L isoformが形成され、酵素活性が減少する。本研究ではGFPT1-L の骨格筋での役割を明らかにするため、モデルマウスGfpt1-L-/-を作製し、表現型解析を行った。
    また、CMS患者においてGFPT1 c.722^723insG変異を同定し、同変異のモデルマウスを作製したところ、運動機能の低下、グリコシル化タンパク質の量の減少、AChRクラスターの断片化、筋萎縮、筋線維間腔の増加など、患者と似た表現型を示した。
    先天性筋無力症候群は指定難病の対象となっており、全身の筋力低下, 易疲労性を呈し,生後 1 年以内に発症することが多い稀な疾患である。神経筋接合部を構成する遺伝子検査を実施し、変異が発見された場合は、CMSの原因となりうる変異かどうかを精査する必要がある。本研究では先天性筋無力症候群患者において、GFPT1内に複合ヘテロ変異を同定した。GFPT1の神経筋接合部での機能は不明な点が多く、GFPT1の骨格筋でのisoformについて調査した。また、患者変異を保有するマウスを作成し、病態の詳細な解析を行った。今後、治療薬のスクリーニング、治療法の開発へ応用できると期待している。

  6. 成体の神経筋接合部シナプスの維持におけるCcnファミリー因子の役割

    研究課題/研究課題番号:21K06392  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    大河原 美静

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    神経筋接合部(NMJ)は運動神経と筋肉を結ぶシナプスである。本研究ではこのシナプスにおけるCcnファミリー因子、6つのシナプスにおける役割や運動能力における役割を検討する。Ccnファミリー因子の機能がNMJに必要であるならば、今後Ccnファミリー因子を標的としたGene Therapyも視野に入れたい。Ccnファミリー因子が結合するであろうLrp4が中枢神経系の神経同士のシナプスでも機能していることから、Ccnの神経同士のシナプスへの役割をも想像したい。

  7. 神経筋接合部における細胞外分泌因子の同定

    2018年4月 - 2021年3月

    学術研究助成基金助成金  基盤研究C 

    大河原 美静

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

  8. 神経筋接合部の機能改善を標的としたサルコペニア治療薬の探索

    研究課題/研究課題番号:18K09026  2018年4月 - 2020年3月

    石井 久雄

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    担当区分:研究分担者 

    先行研究にてAgrin-LRP4-MuSKシグナリングの促進効果を認めた40種類の1次候補薬を用いて、マウス筋芽細胞株C2C12の誘導筋管におけるアセチルコリンレセプター凝集試験を行い、促進作用を示した上位6剤を2次候補薬として2次スクリーニングを行った。C2C12細胞を培養し筋管を形成した後、neural agrinとともに2次候補薬を添加し、抗MuSK抗体を用いた免疫沈降後Western blottingを行い、抗リン酸化tyrosine抗体を用いてリン酸化MuSKの発現量を、投与後30分、1時間、3時間、6時間、24時間の5段階で定量評価し、MuSKのリン酸化効果を最も認めた最終候補薬剤1種(Drug A)を選定した。また同時に得られたWhole cell lysateを用いてWestern blotting法でDok7のリン酸化作用を評価した。Drug AはMuSKのリン酸化作用を有する一方でDok7のリン酸化においては抑制的に働くことが判明した。
    次いで名古屋大学神経遺伝情報学教室で作成したchrne(AChRεサブニユット)欠損マウスに対し、体重1gあたり200μgのDrug Aを0.5%メチルセルロースに溶解して出生後4週から28日間連続投与を行い、対照群(0.5%メチルセルロース投与群)と体重の推移、回転ホイールを用いて測定した1日運動量、生存日数を比較した。出生後AChRのγサブユニットがεサブユニットに置換されるためchrne欠損マウスは出生後8週~12週程度で死亡するが、薬剤の投与により運動機能の維持や生命予後の改善が期待されたものの、本試験では薬剤の有効性を認めなかった。
    最終年度に予定していた老齢マウス(24月齢C57BL/6マウス)での試験の準備のため、chrne欠損マウス試験と並行して、老齢モデルマウス作成のためのマウスの飼育を行った。

  9. ドラッグリポジショニング戦略によるR-spondin2(Respo2)を標的とした変形性関節症の治療薬の探索

    2016年4月 - 2017年3月

    日本医学会総会記念医学振興基金  研究助成 

    大河原 美静

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

  10. 神経筋接合部における増殖因子の役割

    研究課題/研究課題番号:15K06707  2015年4月 - 2019年3月

    大河原 美静

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:5070000円 ( 直接経費:3900000円 、 間接経費:1170000円 )

    神経筋接合部(NMJ)とは、脊髄運動神経と骨格筋を結ぶシナプスである。未だNMJ形態形成、成熟に関わる因子の全容が明らかでなく、既知の因子の作用機序も十分に解明されていない。
    本研究では、NMJ形成に関わる増殖因子やその下流のシグナル伝達経路を明らかにするために研究を行い、Rspo2やFGF18に代表される分泌因子がNMJの機能に必要なMuSKの活性化やAChRの集積を制御し、最終的にNMJの成熟や維持に関わっていることを証明した。加えて、IGF、TGFbeta、hedgehogがNMJ形成に関与する可能性を示唆した。
    NMJの増殖因子の機能を知ることで、神経シナプス形成における増殖因子の役割を知るための基盤となる知識を得られる。AChRなどNMJで機能する分子の先天的な遺伝子変異によってもたらされる先天性筋無力症候群の病態研究にもつながる。

  11. 神経筋接合部における増殖因子の役割

    2015年4月 - 2018年3月

    学術研究助成基金助成金  基盤研究C 

    大河原 美静

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

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社会貢献活動 1

  1. 伊勢志摩サミット 通訳ボランティア

    役割:運営参加・支援