2021/04/22 更新

写真a

カメタカ サトシ
亀髙 諭
KAMETAKA Satoshi
所属
大学院医学系研究科 総合保健学専攻 バイオメディカルイメージング情報科学 教授
医学部(保健学科)
大学院医学系研究科
職名
教授

学位 3

  1. 博士(学術) ( 1998年3月   東京大学 ) 

  2. 修士(理学) ( 1995年3月   東京大学 ) 

  3. 学士(教養) ( 1993年3月   東京大学 ) 

研究キーワード 44

  1. Golgi

  2. GGA

  3. Cranial nerve disease

  4. Clathrin

  5. BACE2

  6. BACE

  7. APP

  8. Adaptor

  9. 1. Molecular mechanisms of intracellular protein trafficking. 2. Mechanisms on the functional regulation of clathrin adaptor molecules and their physiological roles. protein trafficking

  10. Knockout mice

  11. 選別輸送

  12. 試験管内再構成

  13. 蛋白質輸送

  14. 脳障害

  15. 脳神経疾患

  16. 細胞内蛋白質輸送の分子機構 2

  17. 小胞輸送

  18. 包括脳ネットワーク

  19. 低酸素-虚血

  20. レセプター

  21. リソソーム

  22. ユビキチン

  23. ホスホリピド

  24. プロテアーゼ

  25. ノックアウトマウス

  26. セロイドリポフスチン

  27. セクレターゼ

  28. ショウジョウバエ

  29. ゴルジ体

  30. ゴルジ

  31. クラスリンアダプターの機能調節機構とその生理的意義 蛋白質輸送

  32. クラスリンアダプター

  33. クラスリン

  34. カテプシンD

  35. カテプシンB

  36. エンドソーム

  37. エンドサイトーシス

  38. アルツハイマー病

  39. アルツハイマー

  40. アダプター

  41. Receptor

  42. Protease

  43. Lysosome

  44. LERP

研究分野 8

  1. ライフサイエンス / 細胞生物学

  2. ライフサイエンス / 解剖学

  3. ライフサイエンス / 機能生物化学

  4. ライフサイエンス / 神経形態学

  5. ナノテク・材料 / ナノバイオサイエンス

  6. ライフサイエンス / リハビリテーション科学

  7. ライフサイエンス / 細胞生物学

  8. ナノテク・材料 / ナノ材料科学

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現在の研究課題とSDGs 3

  1. 骨格筋形成の調節機構の分子細胞生物学的解析

  2. 骨格筋萎縮に関わる分子機序の解明

  3. 細胞融合における分子機序の解析

経歴 4

  1. 名古屋大学   名古屋大学医学部保健学科 理学療法学専攻   教授

    2014年4月 - 現在

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    国名:日本国

  2. 福島県立医科大学   解剖・組織学講座   講師

    2007年4月 - 2014年3月

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    国名:日本国

  3. 米国国立衛生研究所、研究員   NICHD

    2003年4月 - 2007年3月

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    国名:アメリカ合衆国

  4. 大阪大学   医学科第一解剖学講座   助教

    1998年4月 - 2005年3月

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    国名:日本国

学歴 3

  1. 東京大学   総合文化研究科   相関理化学専攻

    1995年4月 - 1998年3月

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    国名: 日本国

  2. 東京大学

    - 1998年

  3. 東京大学   教養部(理科系)   基礎科学科

    - 1993年3月

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    国名: 日本国

所属学協会 9

  1. 日本解剖学会

  2. 日本生化学会

  3. 日本細胞生物学会

  4. 日本解剖学会

  5. 日本細胞生物学会

  6. 日本筋学会

  7. 日本生化学会

  8. The Japan Association of Anatomists

  9. Japan Society for Cell Biology

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委員歴 3

  1. 日本生化学会   代議員  

    2019年4月 - 現在   

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    団体区分:学協会

  2. 日本解剖学会   医療専門職教育委員 委員長  

    2017年3月 - 現在   

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    団体区分:学協会

  3. 日本細胞生物学会   男女共同参画推進・若手研究者育成委員  

    2014年5月 - 現在   

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    団体区分:学協会

 

論文 13

  1. Aerobic Exercise Ameliorates Cancer Cachexia-Induced Muscle Wasting through Adiponectin Signaling.

    Morinaga M, Sako N, Isobe M, Lee-Hotta S, Sugiura H, Kametaka S

    International journal of molecular sciences   22 巻 ( 6 ) 頁: 3110 - 3110   2021年3月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:International Journal of Molecular Sciences  

    DOI: 10.3390/ijms22063110

    Scopus

    PubMed

  2. The SUN2-nesprin-2 LINC complex and KIF20A function in the Golgi dispersal

    Hieda Miki, Matsumoto Taizo, Isobe Mari, Kurono Sadamu, Yuka Kaneko, Kametaka Satoshi, Wang Jing-Ya, Chi Ya-Hui, Kameda Kenji, Kimura Hiroshi, Matsuura Nariaki, Matsuura Shuji

    SCIENTIFIC REPORTS   11 巻 ( 1 ) 頁: 5358   2021年3月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Scientific Reports  

    DOI: 10.1038/s41598-021-84750-4

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  3. Author Correction: GGA2 interacts with EGFR cytoplasmic domain to stabilize the receptor expression and promote cell growth.

    Uemura T, Kametaka S, Waguri S

    Scientific reports   10 巻 ( 1 ) 頁: 7675   2020年5月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Scientific Reports  

    DOI: 10.1038/s41598-020-64604-1

    Scopus

    PubMed

  4. Median nerve injury does not contribute to early onset of decreased grip strength due to repetitive reaching and grasping tasks in rats

    Fujiwara M.

    Neuroendocrinology Letters   41 巻 ( 2 ) 頁: 76 - 85   2020年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Neuroendocrinology Letters  

    Scopus

  5. Role of the BDNF-TrkB pathway in KCC2 regulation and rehabilitation following neuronal injury: A mini review 査読有り

    Lee-Hotta Sachiko, Uchiyama Yasushi, Kametaka Satoshi

    NEUROCHEMISTRY INTERNATIONAL   128 巻   頁: 32 - 38   2019年9月

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Neurochemistry International  

    DOI: 10.1016/j.neuint.2019.04.003

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  6. Clathrin adaptor GGA1 modulates myogenesis of C2C12 myoblasts 査読有り

    Isobe Mari, Lee Sachiko, Waguri Satoshi, Kametaka Satoshi

    PLOS ONE   13 巻 ( 11 ) 頁: e0207533   2018年11月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:PLoS ONE  

    DOI: 10.1371/journal.pone.0207533

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  7. GGA2 interacts with EGFR cytoplasmic domain to stabilize the receptor expression and promote cell growth 査読有り

    Uemura Takefumi, Kametaka Satoshi, Waguri Satoshi

    SCIENTIFIC REPORTS   8 巻 ( 1 ) 頁: 1368   2018年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Scientific Reports  

    DOI: 10.1038/s41598-018-19542-4

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

  8. Correction: Clathrin adaptor GGA1 modulates myogenesis of C2C12 myoblasts.

    Isobe M, Lee S, Waguri S, Kametaka S

    PloS one   13 巻 ( 12 ) 頁: e0209441   2018年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1371/journal.pone.0209441

    PubMed

  9. Intracellular localization of GGA accessory protein p56 in cell lines and central nervous system neurons.

    Uemura T, Sawada N, Sakaba T, Kametaka S, Yamamoto M, Waguri S

    Biomedical research (Tokyo, Japan)   39 巻 ( 4 ) 頁: 179 - 187   2018年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2220/biomedres.39.179

    PubMed

  10. Proteasome dysfunction activates autophagy and the Keap1-Nrf2 pathway. 査読有り

    Kageyama S, Sou YS, Uemura T, Kametaka S, Saito T, Ishimura R, Kouno T, Bedford L, Mayer RJ, Lee MS, Yamamoto M, Waguri S, Tanaka K, Komatsu M

    The Journal of biological chemistry   289 巻 ( 36 ) 頁: 24944 - 55   2014年9月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1074/jbc.M114.580357

    Web of Science

    PubMed

  11. A cluster of thin tubular structures mediates transformation of the endoplasmic reticulum to autophagic isolation membrane. 査読有り

    Uemura T, Yamamoto M, Kametaka A, Sou YS, Yabashi A, Yamada A, Annoh H, Kametaka S, Komatsu M, Waguri S

    Molecular and cellular biology   34 巻 ( 9 ) 頁: 1695 - 706   2014年5月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1128/MCB.01327-13

    Web of Science

    PubMed

  12. ArfGAP3 regulates the transport of cation-independent mannose 6-phosphate receptor in the post-Golgi compartment 査読有り

    Shiba Y., Kametaka S., Waguri S., Presley JF., Randazzo PA

    Current Biology   23 巻 ( 19 ) 頁: 1945-1951   2013年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  13. AP-1 clathrin adaptor and CG8538/Aftiphilin are involved in Notch signaling during eye development in Drosophila melanogaster 査読有り

    Kametaka S., Kametaka A., Yonekura S., Haruta M., Takenoshita S., Goto S., Waguri S.

    Journal of Cell Science   125 巻   頁: 634-648   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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MISC 2

  1. HiBiT システムを用いた筋芽細胞細胞融合のモニター系 招待有り

    亀高 諭  

    プロメガ かわら版   2017年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:講演資料等(セミナー,チュートリアル,講習,講義他)  

    プロメガ株式会社のHiBiTを用いることで、骨格筋が再生する際に見られる筋芽細胞の融合現象を発光定量化することに成功した。

    添付ファイル: kawara1710.pdf

  2. オートファジー隔離膜の形成過程には小胞体由来細管集合体が関与する

    植村 武文, 山本 雅哉, 亀高 愛, 曽 友深, 矢橋 あつ子, 山田 茜, 安納 弘道, 亀高 諭, 小松 雅明, 和栗 聡  

    日本細胞生物学会大会講演要旨集66回 巻   頁: 114 - 114   2014年5月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本細胞生物学会  

講演・口頭発表等 17

  1. 培養筋芽細胞を用いた細胞膜融合メカニズムの解析

    磯部茉莉、亀高諭

    第121回 日本解剖学会総会・全国学術集会 

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    開催年月日: 2016年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:福島県郡山市 ビッグパレットふくしま   国名:日本国  

  2. 培養筋芽細胞を用いた細胞膜融合メカニズムの解析

    磯部茉莉、亀高諭

    日本解剖学会第75回中部支部学術集会 

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    開催年月日: 2015年10月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  3. 細胞内膜交通による筋芽細胞融合の制御

    磯部茉莉, 杉浦英志, 福田光則, 柴田昌宏, 亀高諭

    日本筋学会第5回学術集会  2019年8月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  4. クラスリンアダプターGGA1による骨格筋形成制御

    磯部茉莉, 李佐知子, 杉浦英志, 和栗聡, 亀高諭

    第19回日本蛋白質科学会年会・第71回日本細胞生物学会大会合同年次大会  2019年6月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  5. 筋管形成におけるクラスリンアダプターGGA1の役割

    磯部茉莉, 李佐知子, 杉浦英志, 和栗聡, 亀高諭

    第83回日本生化学会中部支部例会・シンポジウム  2019年5月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  6. クラスリンアダプターGGA1による骨格筋分化制御機構の解析

    磯部茉莉, 李佐知子, 和栗聡, 亀高諭

    第124回日本解剖学会総会・全国学術集会  2019年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  7. 新規細胞融合検出系の開発と細胞融合関連因子の探索

    磯部茉莉, 福田光則, 亀高諭

    第6回若手による骨格筋研究会  2018年11月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  8. HiBiTシステムを用いた筋芽細胞融合の新規検出系の開発

    磯部茉莉, 亀高諭

    日本筋学会第4回学術集会  2018年8月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  9. A novel cell-based assay system for monitoring the cell-cell fusion process during myotube formation

    ○Mari Isobe, Mitsunori Fukuda, Kenshin Komata, Satoshi Kametaka

    Tokyo 2018 Cell and Developmental Biology Meeting  2018年6月 

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    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

  10. 筋分化過程を支える細胞内輸送システムの分子機構

    磯部茉莉, 和栗聡, 亀高諭

    第5回若手による骨格筋研究会  2017年11月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  11. 骨格筋成熟過程における細胞内分子輸送関連因子GGA1の機能

    磯部茉莉, 亀高諭

    コ・メディカル形態機能学会第16回学術集会  2017年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    学会奨励賞受賞

  12. 筋管形成過程におけるクラスリンアダプターGGA1の分子機能

    磯部茉莉, 亀高 諭

    日本筋学会 第3回学術集会  2017年8月4日 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

    Student's Award 優秀賞 受賞

  13. 骨格筋分化におけるクラスリンアダプターGGA1の機能解析

    磯部茉莉, 亀高 諭

    日本解剖学会第76回中部支部学術集会  2016年10月8日 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  14. クラスリンアダプターGGA1の筋管形成における役割

    磯部茉莉, 亀高 諭

    第68回日本細胞生物学会大会  2016年6月15日 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  15. 培養筋芽細胞を用いた細胞膜融合メカニズムの解析

    磯部茉莉, 亀高 諭

    第121回日本解剖学会総会・全国学術集会  2016年3月28日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  16. クラスリンアダプターGGA1は培養筋芽細胞の筋管形成に関与する

    磯部茉莉, 亀高 諭

    第80回日本生化学会中部支部例会・シンポジウム  2016年 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  17. 培養筋芽細胞を用いた細胞膜融合メカニズムの解析

    磯部茉莉, 亀高 諭

    日本解剖学会第75回中部支部学術集会  2015年10月2日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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Works(作品等) 1

  1. ショウジョウバエを用いたライソゾーム/ライソゾーム関連オルガネラの形成機構の解明

    2012年4月
    -
    2015年3月

科研費 18

  1. 骨格筋再生における筋芽細胞膜融合の責任因子の探索

    研究課題/研究課題番号:20K07244  2020年4月 - 2023年3月

    亀高 諭

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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 )

    本研究は骨格筋発生の初期段階で起こる筋芽細胞の融合現象に着目し、近年開発した新規細胞融合検出法(HiMy法)を用いて
    (1)細胞融合を促進あるいは遅延させる化合物や遺伝子を網羅的に探索し、
    (2)得られた情報をもとに培養筋芽細胞やマウス骨格筋損傷モデルなどを用いて細胞融合の分子機構を明らかにする。
    本研究により今まで不明な点の多かった細胞膜融合現象の分子機序を解明し、筋損傷からの治癒を促進する新規治療薬の発見、さらにはその成果に基づく筋損傷の予防方法や筋損傷からの回復促進のための新たなリハビリテーション法等の開発研究へ発展できることが期待される。

  2. がんサルコペニアの重症化予防を目的とした薬剤シーズの発見と運動療法介入研究

    2018年4月 - 2022年3月

    文部科学省  科学研究費補助金(基盤研究(B)) 

    杉浦 英志, 分担者, 亀高 諭

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:17160円 ( 直接経費:13200円 、 間接経費:3960円 )

  3. がんサルコペニアの重症化予防を目的とした薬剤シーズの発見と運動療法介入研究

    研究課題/研究課題番号:18H03127  2018年4月 - 2022年3月

    杉浦 英志

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    担当区分:研究分担者 

    1) 筋芽細胞融合アッセイ系(HiMy assay)を用いて筋芽細胞融合現象に関与する114の化合物のスクリーニングを行った。C2C12筋芽細胞分化24時間後における細胞融合をHiBiT-LgBiT(Promega)の再構成によるNanoLuc活性を測定することにより評価した。その結果、DMSO コントロールに対して2倍以上の活性が見られたものは5種、1.5~2 倍の活性が見られたものは9種、0.5 倍以下の活性は6種であった。今後、更なる解析により新たな知見が得られる可能性が期待された。
    2) 作製したがん悪液質モデルマウスを用いて、有酸素運動による骨格筋の形態学的変化の解析を行った。Control群、C26群、C26+有酸素運動群 (以下、Con群、C26群、C26+Ex群)を用意し、有酸素運動群に対してはトレッドミルを用いた有酸素運動を実施し、その他の群においては、4週間通常飼育をしたところ、前脛骨筋、腓腹筋において、Con群と比較してC26群では重量が有意に減少した。また、これらの筋において、C26+Ex群では重量の有意な減少抑制が見られ、有酸素運動はがん悪液質性筋萎縮に対して抑制効果を有することが示唆された。
    3) 周術期消化器がん患者63例を対象とし、活動量が術後合併症に影響する因子を検討した。活動量をIPAQ短縮版にて調査し、サルコペニアの有無をCTでのL3レベルPMIと握力、歩行速度から判定した。ロジスティック回帰分析を行ったところ、座位時間がCD≧Ⅱと独立して関連する変数として抽出された。活動量が低いほど死亡リスクが高くなることが報告されており、座位時間の減少が合併症発症リスクを軽減できる可能性が示唆された。
    HiMy法 (HiBiT-based myoblast fusion assay)による手法が安定したことにより、化合物ライブラリーからの抽出が可能となった。コントロール群に対して2倍以上の活性(促進効果)が見られたものが5種見出され、今後、毒性の有無や濃度依存性による効果について検討していく必要がある。また、探索された薬剤による筋萎縮抑制の分子機序をシグナル伝達系の観点から薬剤の作用機序を解析していく必要がある。
    In vivoの実験においては、がん悪液質モデルマウスの作成が成功し、がん悪液質による筋委縮作用や運動介入による筋委縮抑制効果が確認されたが、トレッドミル運動によるがん悪液質性筋萎縮抑制効果について、骨格筋萎縮に関するマーカー遺伝子を解析していく必要がある。
    臨床研究においては、周術期がん患者におけるサルコペニアの評価を行ってきたが、悪液質の進行した終末期がん患者を対象とした評価も必要である。
    1)In vitroの実験において、がん悪液質筋萎縮に対する薬剤シーズの抽出と探索された薬剤効果機序を解析する。培養筋芽細胞C2C12を使用し 、スプリットルシフェラーゼによる細胞融合アッセイ系により筋管形成を制御する化合物を探索する。また、探索された薬剤による筋萎縮抑制 の分子機序をシグナル伝達系の観点から薬剤の作用機序を解析する。 2)In vivoの実験において、探索により見出された筋芽細胞融合促進効果の高い化合物を坦癌マウスに経口投与による筋萎縮への保護効果を検 討する。探索された薬剤を投与された担癌マウスに対して、筋組成や構造、筋の蛋白分解や合成経路の確認を行う。がん細胞接種4週間後、体 重、腫瘍重量、下肢骨格筋(前脛骨筋、腓腹筋、ヒラメ筋)の重量を測定するとともに、前脛骨筋のtotal RNAを抽出し、cDNA合成の後、定量PCR(qPCR)を行い、mRNA発現量を解析する。また、トレッドミル運動によるがん悪液質性筋萎縮抑制効果について検討を行い、骨格筋萎縮に関 するマーカー遺伝子を解析していく。 3)周術期および終末期がん患者を対象とした運動療法介入の臨床比較試験を行う。基礎研究で得られた結果に基づいて運動療法プログラムを 作成する。運動療法の有効性を確認するために運動療法群とコントロール群との間でオープンラベルの比較試験を行い、コホート研究より同定 したリスク因子をアウトカムの代替指標として改善効果を検討する。

  4. 筋芽細胞の膜融合過程を担う分子機構の解明-新たな筋障害治療ターゲットの探索

    2015年4月 - 2018年3月

    科学研究費補助金 

    亀高 諭

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    担当区分:研究代表者 

    マウス培養筋芽細胞C2C12を用いて、筋分化、筋修復過程における細胞膜融合メカニズムの分子機構を明らかにする目的で、C2C12細胞の筋分化に必須な遺伝子を探索した。探索に先立ち、筋分化効率の高いC2C12筋芽細胞株を探索し、幾つかの高分化効率を有するクローンを単離した。得られたクローンを用いてRNAi法によりゴルジ体、エンドソームで機能するクラスリンアダプター分子、GGA1(Golgi-localized, gamma-ear containing, adaptor protein 1)がC2C12細胞の骨格筋分化に重要な役割を担っていることを見出した。哺乳動物には構造、機能的に類似した3つのGGA遺伝子(GGGA1, 2, 及び3)が存在することから、これらの分子の筋分化における機能解析を行うことを企画したが、これらの分子群に対する良い抗体が市販されていないことからこれらの抗体を作成し、特異抗体を得ることに成功した。C2C12細胞における内在性GGAの発現解析を行った結果、GGA1筋分化過程において発現量がmRNAレベルで上昇すること、またGGA1はC2C12細胞内においても他の細胞と同様にゴルジ、エンドソームに局在することが明らかとなった。類縁分子であるGGA2, GGA3に関しても同様の解析を行ったところ、GGA3はGGA1同様に筋分化に重要である可能性が示唆される一方で、GGA2はノックダウンにより筋分化は阻害されなかったことから、GGA1, 3とGGA2が筋分化において異なる機能特異性を有していることが示唆された。GGA1, 3はGGA2にはないユビキチン結合能を持つことが示唆されていることから、ユビキチン化されたカーゴ分子が筋分化に重要である可能性を考え、カーゴ分子の探索を開始している。

  5. オートファジーの機能形態学的基盤-隔離膜生成機構の解明に向けて

    研究課題/研究課題番号:15H04670  2015年4月 - 2018年3月

    和栗 聡

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    担当区分:研究分担者 

    本研究はオートファジー隔離膜の初期構造の同定を目的とした。アミノ酸飢餓誘導によるオートファジーの解析は他グループから発表されたため、対象をマイトファジーに絞った。その結果、鉄欠乏誘導性マイトファジーにおいて、ミトコンドリア表面における隔離膜伸長がミトコンドリアの部分隔離に重要であること、および近傍の小胞体が前駆体となる可能性を示すことができた。また、隔離膜の構造を走査型電子顕微鏡で観察することに成功し、次の研究に繋げることができた。さらに、創傷治癒過程の線維芽細胞および癌カヘキシアで見られる萎縮筋線維において、オートファジー・リソソーム分解系が重要な働きを担うことを示唆した。

  6. 筋芽細胞の膜融合過程を担う分子機構の解明-新たな筋障害治療ターゲットの探索

    研究課題/研究課題番号:15K12580  2015年4月 - 2018年3月

    亀高 諭

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:3770000円 ( 直接経費:2900000円 、 間接経費:870000円 )

    筋芽細胞融合は、発生中の筋肉の成長と損傷時の筋線維の再生に寄与する、きわめて重要な過程である。本研究においては培養筋芽細胞株C2C12細胞を用いて、蛍光タンパク質を用いた簡便かつ感度の高い細胞融合検出系を構築し、骨格筋分化に関わる遺伝子および分化に影響を与える分子の探索を行った。その結果細胞内小胞輸送に関わるGGA1クラスリンアダプター分子をノックダウンすることで筋分化が阻害されること、さらにインスリン受容体の細胞膜表面での発現が低下することが示された。

  7. オメガソーム細管構造の研究-サブミクロンレベルの形態学と分子機能

    研究課題/研究課題番号:24390048  2012年4月 - 2015年3月

    和栗 聡

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    担当区分:研究分担者 

    オートファジー隔離膜の近傍に見出された新規細管構造としてisolation membrane-associated tubule (IMAT)を見出し、その詳細な解析を行った。電子線トモグラフ法を用いた三次元立体構築によりIMATが小胞体と隔離膜に内腔を通じて連続していること、オメガソームの本体であること、小胞体における隔離膜生成の初期過程に関連することを明らかにした。また、電子顕微鏡でIMATを検出するためにオスミウム酸を用いた新規固定法を開発した。小胞体で始まる隔離膜生成の最も初期の形態変化は未だ捉えられておらず、ここに関与する分子機構も含め、本研究がこれら疑問に答える糸口になる。

  8. ショウジョウバエを用いたライソゾーム/ライソゾーム関連オルガネラの形成機構の解明

    研究課題/研究課題番号:24570167  2012年 - 2014年

    文部科学省  科学研究費補助金(基盤研究(C))  基盤研究(C)

    亀高 諭

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:5590000円 ( 直接経費:4300000円 、 間接経費:1290000円 )

    エンドソーム、ライソゾームなどのポストゴルジの小器官で機能する蛋白質はトランスゴルジ網(TGN)において目的の小器官への経路へと選別される。この仕分けの過程は細胞機能特異的なポストゴルジのコンパートメント、すなわちライソゾーム関連オルガネラ(LRO)を形成する時にも必須な役割を演じている。本研究においてはショウジョウバエモデルを用い、ゴルジ体に局在するクラスリンアダプター分子群がLRO及びライソゾームの生合成に重要な役割を演じていることを明らかにし、同時にショウジョウバエがヒトライソゾーム蓄積症候群の良いモデル系となりうることが示唆された。

  9. クラスリン被覆小胞形成の試験管内再構成

    2008年 - 2009年

    科学研究費補助金  特定領域研究

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    本研究はショウジョウバエの培養細胞系を用いてクラスリン被覆小胞の形成とクラスリン依存的な小胞輸送の素過程を分子レベルで明らかにし、細胞構成要素の発現制御の分子機序に迫ることを目的としている。(1) これまでに動物細胞のクラスリンアダプターGGAs,AP-1複合体のショウジョウバエホモログであるdGGA及びdAP-1複合体及び関連因子のクローニングと性状解析を行い、クラスリン被覆小胞の形成に於いてショウジョウバエが哺乳動物及び出芽酵母と非常によく似たメカニズムを有していることを示し、論文で報告した、また、(2) S2培養細胞系を用いて、リソソームに局在する蛋白質分解酵素の選別受容体Lerpの輸送を生化学的及び細胞生物学的にモニターするアッセイ系を確立し、クラスリンアダプター分子群及びその制御因子であるARF small GTPaseファミリーの分子群が実際にLerpの輸送に関与していることを示すことに成功した。更に、(3) ゴルジ体から形成されるdGGAを含む膜小胞がLerpを含むことを、GFP-dGGA及びmCherry-Lerpを用いた生細胞内観察により示した。(4) 関連因子の生化学的な性状解析を行った後,野生型S2細胞あるいは遺伝子ノックダウン株由来の単離膜及び細胞質フラクション、精製リコンビナント蛋白質を用いたクラスリンの細胞質から膜へのリクルートを試験管内で再構成することに成功した。

  10. ショウジョウバエ培養細胞系を用いたリソソーム酵素局在化の分子機構の解析

    2008年 - 2009年

    科学研究費補助金  若手研究(B)

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    細胞内における膜貫通型蛋白質のオルガネラ間の輸送は主に膜小胞を介して行われる。GGA, AP-1等のクラスリンアダプターと呼ばれる分子群は、膜蛋白質の選別輸送に必要なクラスリン被覆小胞形成において必須な役割を担っているが、その分子機能および調節機構の詳細は不明な点が多い。本研究に於いてはショウジョウバエの培養細胞系においてこれらの分子群の性状解析を行い、ショウジョウバエ細胞においても哺乳動物細胞と同様なメカニズムでクラスリンアダプターが膜蛋白質輸送において機能していることが示された。

  11. β-セクレターゼ細胞内輸送機構の解析

    2003年

    科学研究費補助金  特定領域研究

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    BACEはAβの産生に関与する重要なアスパラギン酸プロテアーゼ(β-secretase)であり、細胞内でのβ-secretase活性の発現部位やその局在化機構を明らかにすることはアルツハイマー病の発症機序の解明のみならず治療においても重要な意義を持つ。BACEはトランスゴルジ網(TGN)で選別され,細胞膜まで小胞輸送される。BACEの局在化には24残基からなる細胞質ドメインが必須である。これまでの研究から、BACEの細胞質ドメインにはGGA(Golgi-localizng,gamma-adaptin ear homology domain,ARF-interacting)と結合する酸性クラスターdileucineシグナルがあり、BACEがTGNとその近傍に局在することに関与し、同シグナル内のSer498のリン酸化がGGAとの結合を制御していることも示唆されてきた。今回、我々は、BACEの細胞質ドメインとGGA1のVHSドメインとの結合様式を調べた。HeLa細胞で、BACEとGGA1との共局在を調べたところ、核周囲のゴルジ領域とその近傍の点状構造物で共存することが分かった。Brefeldin Aで同細胞を処理すると、BACE陽性のチューブ状構造物がTGNから進展した。すなわち、BACEの輸送はARF依存性に調節されていることを示唆している。次に、BACEの細胞質ドメインペプチドとGGA1のVHSドメインをBIACOREで解析したところ、結合定数(Kd)が0.83μMであることが分かった。また、Ser498のリン酸化によって両者の結合力が2倍以上(Kd=0.32μM)に上昇することも分かった。さらに、両者の結合様式をX線結晶構造解析(解像度1.9Å)により調べた結果、両者の結合は、リソソーム酵素をTGNからリソソームへと選別輸送するMPRとGGAとの結合様式と類似していた。その解析から、BACE-tailのSer残基とLys残基は溶媒面に向くことが分かり、BACEの細胞質ドメインのSer残基がリン酸化されると、Lys残基やペプチド骨格が水素結合の数を増加すること、また、GGA1のVHSドメインとの静電気結合を増強することにより、両者の親和性が不可逆的に増加する可能性が示された。

  12. β-セクレターゼ調節因子の単離と機能解析

    2002年 - 2003年

    科学研究費補助金  若手研究(B)

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    APPのプロセシングの分子機構及びその調節機構を明らかにする目的でβ-セクレターゼ(BACE)の性状解析を行ってきた。培養細胞に発現させたBACEはTGN、エンドソーム、細胞膜に局在し、これらのポストゴルジコンパートメントへのBACEの局在化には24アミノ酸からなる細胞質ドメイン(BACE-Tail)が不可欠であることが知られている。BACEの細胞内局在化機構を明らかにする目的でこれらの領域と結合する蛋白質を探索した結果、phospholipid scramblase1(PLSCR1)を同定し、両蛋白質の相互作用について詳細に検討した結果、PLSCR1との結合にはBACE-tail内のジロイシン配列(LL)が必須である事が明らかとなった。細胞生物学的手法、及び細胞内におけるコレステロール輸送の阻害剤を用いた解析により、PLSCR1がBACEと共通の輸送経路を通って細胞内で輸送されている事、更に両蛋白質が細胞内でラフトと呼ばれる膜脂質の微小ドメインに存在し、細胞内で蛋白質複合体を形成している事を明らかにした。近年、試験管内結合実験により、BACE-tailがアダプター蛋白の一種であるGGA1及びGGA2と直接的に結合する事が報告された。GGAはクラスリン被覆小胞の形成に関与するsmall GTPaseであるARF(ADP-ribosylation factor)依存的にTGNからの蛋白質輸送に関わる事が知られている。我々はBACE-tail及びGGA1が直接的に結合するだけでなく、その親和性がBACE-tailのセリン残基のリン酸化により変化することを見い出した。BACE-tailのリン酸化はBACEの細胞内輸送の調節に関わっている事が示唆されており、BACEの細胞内輸送の調節機構としてBACE-tailのリン酸化が重要な役割を担っている可能性が示唆された。

  13. β-セクレターゼの調節機構の解析

    2002年

    科学研究費補助金  特定領域研究

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    我々はこれまでにAPPのプロセシングの分子機構及びその調節機構を明らかにする目的でβ-セクレターゼ(BACE)の性状解析を行ってきた。培養細胞に発現させたBACEはTGN、エンドソーム、細胞膜に局在し、これらのポストゴルジコンパートメントへのBACEの局在化には24アミノ酸からなる細胞質ドメイン(BACE-Tail)が不可欠であることが知られている。BACEの細胞内局在化機構を明らかにする目的でこれらの領域と結合する蛋白質を探索した結果、phospholipid scramblase1(PLSCR1)を同定し、両蛋白質の相互作用について詳細に検討した結果、PLSCR1との結合にはBACE-tail内のジロイシン配列(LL)が必須である事が明らかとなった。細胞内におけるコレステロール輪送の阻害剤を用いた解析により、PLSCR1がBACEと共通の輸送経路を通って細胞内で輸送されている事、更に両蛋白質が細胞内でラフトと呼ばれる膜脂質の微小ドメインに存在し、細胞内で蛋白質複合体を形成している事を明らかにした。近年、試験管内結合実験により、BACE-tailがアダプター蛋白の一種であるGGA1及びGGA2と直接的に結合する事が報告された。GGAはクラスリン被覆小胞の形成に関与するsmall GTPaseであるARF(ADP-ribosylation factor)依存的にTGNからの蛋白質輸送に関わる事が知られている。我々はBACE-tail及びGGA1が直接的に結合するだけでなく、その親和性がBACE-tailのセリン残基のリン酸化により変化することを見い出した。BACE-tailのリン酸化はBACEの細胞内輸送の調節に関わっている事が示唆されており、BACEの細胞内輸送の調節機構としてBACE-tailのリン酸化が重要な役割を担っている可能性が示唆された。

  14. APPプロセシング酵素BACE2及びBACEの機能解析

    2001年

    科学研究費補助金  特定領域研究

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    本研究はアルツハイマー病におけるAPPプロセシングに関わるBACE及びその類似蛋白質BACE2の性状解析を細胞生物学的手法を用いて行う事により、細胞内におけるβ-部位切断の起こる場所を明らかにし、さらにβ-セクレターゼ活性の調節機構を分子レベルで明らかにすることを目的としている。培養細胞に発現させたBACE及びBACE2の局在は大きく異なりBACEがTGN、エンドソーム、細胞膜に局在するのに対し、BACE2は主に小胞体に局在した。更に細胞生物学的手法を用いてこれらの分子の細胞内局在化機構を調べたところ、BACEは細胞質領域がエンドソームへの局在化に必要であるのに対し、BACE2は内腔側の領域が小胞体への局在化に必須である事が明かとなった。BACEの細胞内局在化に関わる因子を同定するためにツーハイブリッド法を用いた結合蛋白質の探索を試みた結果、phospholipid scramblase(PLSCR1)を同定した。さらにリコンビナント蛋白質を用いた試験管内結合実験及び共免疫沈降実験により、PLSCR1がBACEの細胞内局在化シグナルを有する細胞質領域に直接結合し細胞内においても蛋白質複合体を形成している事が明かとなった。これらの蛋白質は形質膜の微小ドメインである脂質ラフトに局在し、PLSCR1との結合ドメインを欠失したBACE変異体が脂質ラフトへの局在化にも欠損を示すことから、PLSCR1はBACEの脂質ラフトへの導入に関与しているのかもしれない。

  15. Physiological consequences of lysosomal protein trafficking in Drosophila melanogaster

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    資金種別:競争的資金

    We are approaching the molecular mechanisms and physiological roles of lysosomal protein trafficking in the fruit fly, Drosophila melanogaster.

  16. Molecular mechanisms on the intracellular protein trafficking.

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    資金種別:競争的資金

    We are focusing on the molecular mechanisms on the protein sorting/trafficking at the TGN.

  17. ショウジョウバエを用いたリソソーム蛋白質輸送の生理意義の解析

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    資金種別:競争的資金

    リソソームへの蛋白質輸送の分子メカニズムとその生理的意義を、ショウジョウバエを用いて細胞、個体レベルで解析する。

  18. 細胞内蛋白質輸送の分子機構

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    資金種別:競争的資金

    細胞内蛋白質輸送,特にゴルジ体での蛋白質の選別輸送に関わる分子機構とその調節に関わるメカニズムを研究している。

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担当経験のある科目 (本学以外) 3

  1. 解剖学 講義・実習

    福島県立医大, 大阪大学)

  2. 組織学 講義・実習

    福島県立医大)

  3. 基礎理学療法学実習

    名古屋大学医学部)