樹状突起スパインの刈り込みにおけるオートファジーの役割の解析

自噬在树突棘修剪中的作用分析

• 批准号: 16J04376
• 负责人: 貝塚 剛志
• 金额: $ 2.08万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J04376/
• 关键词: 樹状突起スパイン; PSD; シナプス; プロテオミクス; プロテオーム; シナプス後肥厚; オートファジー

今年度は、前々年度および前年度の報告書に記載した方針に従い、樹状突起スパインに存在する巨大タンパク質複合体であるシナプス後肥厚(PSD)のプロテオーム解析を推進した。◆発達段階におけるPSDタンパク質のリモデリング：マウスの生後の発達段階において、樹状突起スパインの数や単位時間あたりの形成数・剪定数は大きく変化する。この過程にPSDタンパク質のリモデリングが関与している可能性を考え、異なる発達段階のマウスの脳からPSDを精製し、プロテオーム解析を行った。前年度のデータはばらつきが大きい、血液のタンパク質が混入しているなどの問題があったため、PSDの精製手順、および解析する質量分析装置・ソフトウェアを変更し、再解析を行った。その結果、上記の問題が改善された精度の高いデータを得ることに成功した。さらにk平均法による変動パターンのクラスタリング、統計学的解析による有意な変化の検出、およびバイオインフォマティクス解析により、生後発達段階のマウスの脳において、シナプスの成熟を説明しうるPSDのリモデリングが生じていることを明らかにした。また、既存のオミックスデータとの相関を調べることで、このPSDリモデリングが主に転写レベルで制御されていること、げっ歯類・霊長類間で進化的に保存されていることを見出した。これらの成果は国内外の学会で発表を行っている。◆既存PSDプロテオームデータの分析：前年度の研究をさらに拡張し、過去に出版されている25報の論文に含まれる計43セットのPSDプロテオームデータを統合し、解析した。まずクラスタリング等により、相互のデータの関連性を示した。また「複数のプロテオーム解析で検出されているが、機能が全く調べられていない因子」をさらに解析したところ、PSDの液-液相分離に関与している可能性が示唆された。今後はこれら未知のPSDタンパクの機能解析を進めていきたいと考えている。

本财年，按照前年和前年报告中描述的政策，我们推进了突触后增厚（PSD）的蛋白质组学分析，PSD是树突棘中存在的一种大型蛋白质复合物。 ◆发育阶段PSD蛋白的重塑：小鼠出生后发育阶段，树突棘的数量以及单位时间内形成和修剪的数量发生显着变化。考虑到这一过程可能涉及PSD蛋白重塑，我们从不同发育阶段的小鼠大脑中纯化PSD并进行蛋白质组分析。由于前一年的数据存在变异较大、血液蛋白污染等问题，我们改变了PSD纯化程序、分析用的质谱仪和软件，重新分析了数据。结果，我们成功获得了解决上述问题的高精度数据。此外，使用 k 均值聚类、使用统计分析检测显着变化以及生物信息学分析表明，PSD 的重塑在出生后发育过程中发生在小鼠大脑中，这可能解释了突触成熟的存在。此外，通过检查与现有组学数据的相关性，我们发现这种 PSD 重塑主要在转录水平上受到调节，并且在啮齿类动物和灵长类动物之间进化上保守。这些成果已在国内外学术会议上发表。 ◆现有PSD蛋白质组数据分析：在去年研究的基础上，我们整合分析了之前发表的25篇论文中的43组PSD蛋白质组数据。首先，我们使用聚类和其他技术展示了相互数据之间的关系。此外，对“在多种蛋白质组分析中检测到但其功能尚未被研究的因素”的进一步分析表明，它们可能与 PSD 中的液-液相分离有关。未来，我们希望对这些未知的 PSD 蛋白进行功能分析。

项目成果

Remodeling of PSD composition during postnatal development

产后发育过程中 PSD 成分的重塑

• 发表时间: 2018
• 作者: Takeshi Kaizuka; Toru Takumi
• 通讯作者: Toru Takumi

精神科領域の用語解説 オートファジー

精神病学领域术语表：自噬

• 发表时间: 2016
• 作者: 貝塚剛志

A new probe to measure autophagic flux in vitro and in vivo.

一种测量体外和体内自噬通量的新探针。

• DOI: 10.1080/15548627.2016.1278094
• 发表时间: 2017
• 影响因子: 13.3
• 作者: Morishita H; Kaizuka T; Hama Y; Mizushima N.
• 通讯作者: Mizushima N.

オートファジーの定量的解析

自噬的定量分析

• 发表时间: 2017
• 作者: 貝塚剛志

An Autophagic Flux Probe that Releases an Internal Control

释放内部对照的自噬通量探针

• DOI: 10.1016/j.molcel.2016.09.037
• 发表时间: 2016
• 影响因子: 16
• 作者: Kaizuka T; Morishita H; Hama Y; Tsukamoto S; Matsui T; Toyota Y; Kodama A; Ishihara T; Mizushima T; Mizushima N*
• 通讯作者: Mizushima N*