Imaging analysis of ER-mitochondria contact sites in living cells

活细胞内质网-线粒体接触位点的成像分析

基本信息

批准号：
21K06149
负责人：
小林剛
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

小胞体-ミトコンドリア接触領域（EMCSs）は、カルシウムイオン輸送や脂質輸送などの細胞活動においての重要な役割を果たしていることが明らかにされてきているが、生細胞中でのEMCSsの定量やダイナミクスの解析は進んでいない。本研究では、２量体型蛍光タンパク質を利用したプローブを用いてEMCSsのライブセルイメージングを行い、そのダイナミクスを解析し、その制御機構とEMCSsが関与する生理機能のメカニズムの解明を目指す。特に、EMCSのダイナミクスとその機能の発現との相関を解析し、カルシウムイオン輸送の制御機構の分子基盤の解明を目指す。今年度、アルツハイマー病の発症に関わるアミロイドβペプチド（Aβ）のEMCSsの動態に対する影響を解析した。Aβは凝集し細胞内にカルシウムイオンを流入させ細胞死を誘導する。その際、ミトコンドリア・カルシウムイオン濃度も上昇させることが報告され、Aβ誘導の細胞死に寄与する可能性が示唆されている。アルツハイマー病モデル動物やAβを作用させた細胞では、EMCSs量や構成分子の発現が亢進していることから、Aβ作用においてEMCSsの関与が注目されている。実際、培養細胞にAβ刺激を行うとミトコンドリア内カルシウムイオン濃度の緩やかな上昇とともにEMCSsのシグナル量増加が誘導された。詳細な解析によりEMCS数の増加とともに個々のEMCSsが大きくなっていることができた。すなわち、EMCSsが変化しミトコンドリアへのカルシウムイオン移動を増強していると考えられている。この他、ミトコンドリアへのカルシウムイオンの移行を担うミトコンドリア・カルシウム・ユニポーターの機能阻害が、線虫の加齢やジストロフィー症モデルでの体壁筋機能減退を抑えることを見出した。

研究表明，内质网-线粒体接触区（EMCS）在钙离子转运和脂质转运等细胞活动中发挥重要作用，但活细胞中 EMCS 的定量和动态分析尚不清楚。在本研究中，我们将使用利用二聚体荧光蛋白的探针对EMCS进行活细胞成像，分析其动态，旨在阐明其控制机制和涉及EMCS的生理功能机制。特别是，我们将分析EMCS的动力学与其功能表达之间的相关性，旨在阐明钙离子转运控制机制的分子基础。今年，我们分析了参与阿尔茨海默氏病发病的淀粉样β肽（Aβ）对 EMCS 动力学的影响。 Aβ聚集并导致钙离子流入细胞，诱导细胞死亡。当时有报道称线粒体钙离子浓度也增加，这表明它可能有助于Aβ诱导的细胞死亡。在用Aβ处理的阿尔茨海默病模型动物和细胞中，EMCS的量和组成分子的表达增加，因此EMCS参与Aβ作用引起了人们的关注。事实上，Aβ 刺激培养细胞会诱导线粒体内钙离子浓度逐渐增加，并导致 EMCS 信号水平增加。详细分析表明，随着 EMCS 数量的增加，单个 EMCS 也变得更大。换句话说，人们认为 EMCS 改变并增强了钙离子向线粒体的转移。此外，他们发现，在营养不良模型中，抑制负责将钙离子转移到线粒体的线粒体钙单向转运蛋白的功能，可以抑制线虫的衰老和体壁肌肉功能的下降。

项目成果

期刊论文数量（22）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

単一細胞における重力センシング機構の解明を目指して（Towards understanding the gravity sensing in single cells）

理解单细胞的重力感应

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
曽我部正博;小林　剛;二川　健;東端　晃
通讯作者：
東端　晃

Ohio University(米国)

俄亥俄大学（美国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

ミトコンドリアにおける機械刺激受容

线粒体的机械刺激

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
細胞
影响因子：
0
作者：
小林　剛;田中瑞奈;寺西美佳;東谷篤志
通讯作者：
東谷篤志

Mechano-sensing of mitochondria in cultured animal cells

培养动物细胞中线粒体的机械传感

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kobayashi T;Tanaka M;Teranishi M;Nikawa T;Higashitani A
通讯作者：
Higashitani A

Morin attenuates dexamethasone-mediated oxidative stress and atrophy in mouse C2C12 skeletal myotubes

桑色素减轻小鼠 C2C12 骨骼肌管中地塞米松介导的氧化应激和萎缩

DOI：
10.1016/j.abb.2021.108873
发表时间：
2021
期刊：
Archives of Biochemistry and Biophysics
影响因子：
3.9
作者：
Ulla Anayt;Uchida Takayuki;Miki Yukari;Sugiura Kosuke;Higashitani Atsushi;Kobayashi Takeshi;Ohno Ayako;Nakao Reiko;Hirasaka Katsuya;Sakakibara Iori;Nikawa Takeshi
通讯作者：
Nikawa Takeshi