2024/03/29 更新

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ナカツ フビト
中津 史
NAKATSU Fubito
所属
教育研究院 医歯学系 医学系列 准教授
医歯学総合研究科 分子細胞医学専攻 シグナル伝達 准教授
職名
准教授
外部リンク

学位

  • 医学 ( 2001年3月   千葉大学 )

研究分野

  • ライフサイエンス / 細胞生物学

経歴

  • 新潟大学   医歯学総合研究科 分子細胞医学専攻 シグナル伝達   准教授

    2014年10月 - 現在

 

論文

  • Very-long-chain fatty acids are crucial to neuronal polarity by providing sphingolipids to lipid rafts. 国際誌

    Atsuko Honda, Motohiro Nozumi, Yasuyuki Ito, Rie Natsume, Asami Kawasaki, Fubito Nakatsu, Manabu Abe, Haruki Uchino, Natsuki Matsushita, Kazutaka Ikeda, Makoto Arita, Kenji Sakimura, Michihiro Igarashi

    Cell reports   42 ( 10 )   113195 - 113195   2023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)  

    Fatty acids have long been considered essential to brain development; however, the involvement of their synthesis in nervous system formation is unclear. We generate mice with knockout of GPSN2, an enzyme for synthesis of very-long-chain fatty acids (VLCFAs) and investigate the effects. Both GPSN2-/- and GPSN2+/- mice show abnormal neuronal networks as a result of impaired neuronal polarity determination. Lipidomics of GPSN2-/- embryos reveal that ceramide synthesis is specifically inhibited depending on FA length; namely, VLCFA-containing ceramide is reduced. We demonstrate that lipid rafts are highly enriched in growth cones and that GPSN2+/- neurons lose gangliosides in their membranes. Application of C24:0 ceramide, but not C16:0 ceramide or C24:0 phosphatidylcholine, to GPSN2+/- neurons rescues both neuronal polarity determination and lipid-raft density in the growth cone. Taken together, our results indicate that VLCFA synthesis contributes to physiological neuronal development in brain network formation, in particular neuronal polarity determination through the formation of lipid rafts.

    DOI: 10.1016/j.celrep.2023.113195

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  • Chemo- and opto-genetic tools for dissecting the role of membrane contact sites in living cells: Recent advances and limitations. 国際誌

    Fubito Nakatsu, Shinya Tsukiji

    Current opinion in chemical biology   73   102262 - 102262   2023年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Membrane contact sites (MCSs) are morphologically defined intracellular structures where cellular membranes are closely apposed. Recent progress has significantly advanced our understanding of MCSs with the use of new tools and techniques. Visualization of MCSs in living cells by split fluorescence proteins or FRET-based techniques tells us the dynamic property of MCSs. Manipulation of MCSs by chemically-induced dimerization (CID) or light-induced dimerization (LID) greatly contributes to our understanding of their functional aspects including inter-organelle lipid transport mediated by lipid transfer proteins (LTPs). Here we highlight recent advances in these tools and techniques as applied to MCSs, and we discuss their advantages and limitations.

    DOI: 10.1016/j.cbpa.2022.102262

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  • PI4P/PS countertransport by ORP10 at ER-endosome membrane contact sites regulates endosome fission. 国際誌

    Asami Kawasaki, Akiko Sakai, Hiroki Nakanishi, Junya Hasegawa, Tomohiko Taguchi, Junko Sasaki, Hiroyuki Arai, Takehiko Sasaki, Michihiro Igarashi, Fubito Nakatsu

    The Journal of cell biology   221 ( 1 )   2022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)  

    Membrane contact sites (MCSs) serve as a zone for nonvesicular lipid transport by oxysterol-binding protein (OSBP)-related proteins (ORPs). ORPs mediate lipid countertransport, in which two distinct lipids are transported counterdirectionally. How such lipid countertransport controls specific biological functions, however, remains elusive. We report that lipid countertransport by ORP10 at ER-endosome MCSs regulates retrograde membrane trafficking. ORP10, together with ORP9 and VAP, formed ER-endosome MCSs in a phosphatidylinositol 4-phosphate (PI4P)-dependent manner. ORP10 exhibited a lipid exchange activity toward its ligands, PI4P and phosphatidylserine (PS), between liposomes in vitro, and between the ER and endosomes in situ. Cell biological analysis demonstrated that ORP10 supplies a pool of PS from the ER, in exchange for PI4P, to endosomes where the PS-binding protein EHD1 is recruited to facilitate endosome fission. Our study highlights a novel lipid exchange at ER-endosome MCSs as a nonenzymatic PI4P-to-PS conversion mechanism that organizes membrane remodeling during retrograde membrane trafficking.

    DOI: 10.1083/jcb.202103141

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  • Functions of Oxysterol-Binding Proteins at Membrane Contact Sites and Their Control by Phosphoinositide Metabolism. 国際誌

    Fubito Nakatsu, Asami Kawasaki

    Frontiers in cell and developmental biology   9   664788 - 664788   2021年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Lipids must be correctly transported within the cell to the right place at the right time in order to be fully functional. Non-vesicular lipid transport is mediated by so-called lipid transfer proteins (LTPs), which contain a hydrophobic cavity that sequesters lipid molecules. Oxysterol-binding protein (OSBP)-related proteins (ORPs) are a family of LTPs known to harbor lipid ligands, such as cholesterol and phospholipids. ORPs act as a sensor or transporter of those lipid ligands at membrane contact sites (MCSs) where two different cellular membranes are closely apposed. In particular, a characteristic functional property of ORPs is their role as a lipid exchanger. ORPs mediate counter-directional transport of two different lipid ligands at MCSs. Several, but not all, ORPs transport their lipid ligand from the endoplasmic reticulum (ER) in exchange for phosphatidylinositol 4-phosphate (PI4P), the other ligand, on apposed membranes. This ORP-mediated lipid "countertransport" is driven by the concentration gradient of PI4P between membranes, which is generated by its kinases and phosphatases. In this review, we will discuss how ORP function is tightly coupled to metabolism of phosphoinositides such as PI4P. Recent progress on the role of ORP-mediated lipid transport/countertransport at multiple MCSs in cellular functions will be also discussed.

    DOI: 10.3389/fcell.2021.664788

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  • Protein-recruiting synthetic molecules targeting the Golgi surface. 国際誌

    Shunsuke Sawada, Akinobu Nakamura, Tatsuyuki Yoshii, Keiko Kuwata, Fubito Nakatsu, Shinya Tsukiji

    Chemical communications (Cambridge, England)   56 ( 98 )   15422 - 15425   2020年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Organelle-localizable small-molecule ligands are valuable tools for spatiotemporally controlling protein localization and signaling processes in living cells. Here, we present synthetic ligands that specifically localize to the Golgi surface. The ligands can rapidly recruit their target proteins from the cytoplasm to the Golgi and be applied to manipulate signaling proteins and lipids on the Golgi membrane, offering a new useful chemical tool for the study and control of Golgi/cell functions.

    DOI: 10.1039/d0cc06908f

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  • Coordinated Movement of Vesicles and Actin Bundles during Nerve Growth Revealed by Superresolution Microscopy 査読 国際誌

    Motohiro Nozumi, Fubito Nakatsu, Kaoru Katoh, Michihiro Igarashi

    CELL REPORTS   18 ( 9 )   2203 - 2216   2017年2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:CELL PRESS  

    The growth cone is an essential structure for nerve growth. Although its membrane and cytoskeleton are likely to interact coordinately during nerve growth, the mechanisms are unknown due to their close proximity. Here, we used superresolution microscopy to simultaneously observe vesicles and F-actin in growth cones. We identified a novel vesicular generation mechanism that is independent of clathrin and dependent on endophilin-3-and dynamin-1 and that occurs proximal to the leading edge simultaneously with fascin-1-dependent F-actin bundling. In contrast to conventional clathrin-dependent endocytosis, which occurs distal from the leading edge at the basal surfaces of growth cones, this mechanism was distinctly observed at the apical surface using 3D imaging and was involved in mediating axon growth. Reduced endophilin or fascin inhibited this endocytic mechanism. These results suggest that, at the leading edge, vesicles are coordinately generated and transported with actin bundling during nerve growth.

    DOI: 10.1016/j.celrep.2017.02.008

    Web of Science

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  • Frequency and amplitude control of cortical oscillations by phosphoinositide waves 国際誌

    Ding Xiong, Shengping Xiao, Su Guo, Qinsong Lin, Fubito Nakatsu, Min Wu

    NATURE CHEMICAL BIOLOGY   12 ( 3 )   159 - 166   2016年3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:NATURE PUBLISHING GROUP  

    Rhythmicity is prevalent in the cortical dynamics of diverse single and multicellular systems. Current models of cortical oscillations focus primarily on cytoskeleton-based feedbacks, but information on signals upstream of the actin cytoskeleton is limited. In addition, inhibitory mechanisms-especially local inhibitory mechanisms, which ensure proper spatial and kinetic controls of activation-are not well understood. Here, we identified two phosphoinositide phosphatases, synaptojanin 2 and SHIP1, that function in periodic traveling waves of rat basophilic leukemia (RBL) mast cells. The local, phase-shifted activation of lipid phosphatases generates sequential waves of phosphoinositides. By acutely perturbing phosphoinositide composition using optogenetic methods, we showed that pulses of PtdIns(4,5)P-2 regulate the amplitude of cyclic membrane waves while PtdIns(3,4)P-2 sets the frequency. Collectively, these data suggest that the spatiotemporal dynamics of lipid metabolism have a key role in governing cortical oscillations and reveal how phosphatidylinositol 3-kinases (PI3K) activity could be frequency encoded by a phosphatase-dependent inhibitory reaction.

    DOI: 10.1038/NCHEMBIO.2000

    Web of Science

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  • A Phosphoinositide Code for Primary Cilia 国際誌

    Fubito Nakatsu

    DEVELOPMENTAL CELL   34 ( 4 )   379 - 380   2015年8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:CELL PRESS  

    How phosphoinositide metabolism is coupled to primary cilia physiology is poorly understood. Reporting recently in Developmental Cell, Chavez et al. (2015) and Garcia-Gonzalo et al. (2015) show that INPP5E-mediated phosphoinositide metabolism, which creates a specific phosphoinositide distribution, ensures proper protein trafficking and Hh signaling in primary cilia.

    DOI: 10.1016/j.devcel.2015.08.008

    Web of Science

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  • Gene-Silencing Screen for Mammalian Axon Regeneration Identifies Inpp5f (Sac2) as an Endogenous Suppressor of Repair after Spinal Cord Injury 国際誌

    Yixiao Zou, Massimiliano Stagi, Xingxing Wang, Kazim Yigitkanli, Chad S. Siegel, Fubito Nakatsu, William B. J. Cafferty, Stephen M. Strittmatter

    JOURNAL OF NEUROSCIENCE   35 ( 29 )   10429 - 10439   2015年7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:SOC NEUROSCIENCE  

    Axonal growth and neuronal rewiring facilitate functional recovery after spinal cord injury. Known interventions that promote neural repair remain limited in their functional efficacy. To understand genetic determinants of mammalian CNS axon regeneration, we completed an unbiased RNAi gene-silencing screen across most phosphatases in the genome. We identified one known and 17 previously unknown phosphatase suppressors of injury-induced CNS axon growth. Silencing Inpp5f (Sac2) leads to robust enhancement of axon regeneration and growth cone reformation. Results from cultured Inpp5f(-/-) neurons confirm lentiviral shRNA results from the screen. Consistent with the nonoverlapping substrate specificity between Inpp5f and PTEN, rapamycin does not block enhanced regeneration in Inpp5f(-/-) neurons, implicating mechanisms independent of the PI3K/AKT/mTOR pathway. Inpp5f(-/-) mice develop normally, but show enhanced anatomical and functional recovery after mid-thoracic dorsal hemisection injury. More serotonergic axons sprout and/or regenerate caudal to the lesion level, and greater numbers of corticospinal tract axons sprout rostral to the lesion. Functionally, Inpp5f-null mice exhibit enhanced recovery of motor functions in both open-field and rotarod tests. This study demonstrates the potential of an unbiased high-throughput functional screen to identify endogenous suppressors of CNS axon growth after injury, and reveals Inpp5f (Sac2) as a novel suppressor of CNS axon repair after spinal cord injury.

    DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1718-15.2015

    Web of Science

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  • PI4P/phosphatidylserine countertransport at ORP5-and ORP8-mediated ER-plasma membrane contacts 国際誌

    Jeeyun Chung, Federico Torta, Kaori Masai, Louise Lucast, Heather Czapla, Lukas B. Tanner, Pradeep Narayanaswamy, Markus R. Wenk, Fubito Nakatsu, Pietro De Camilli

    SCIENCE   349 ( 6246 )   428 - 432   2015年7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:AMER ASSOC ADVANCEMENT SCIENCE  

    Lipid transfer between cell membrane bilayers at contacts between the endoplasmic reticulum (ER) and other membranes help to maintain membrane lipid homeostasis. We found that two similar ER integral membrane proteins, oxysterol-binding protein (OSBP)-related protein 5 (ORP5) and ORP8, tethered the ER to the plasma membrane (PM) via the interaction of their pleckstrin homology domains with phosphatidylinositol 4-phosphate (PI4P) in this membrane. Their OSBP-related domains (ORDs) harbored either PI4P or phosphatidylserine (PS) and exchanged these lipids between bilayers. Gain-and loss-of-function experiments showed that ORP5 and ORP8 could mediate PI4P/PS countertransport between the ER and the PM, thus delivering PI4P to the ER-localized PI4P phosphatase Sac1 for degradation and PS from the ER to the PM. This exchange helps to control plasma membrane PI4P levels and selectively enrich PS in the PM.

    DOI: 10.1126/science.aab1370

    Web of Science

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  • Sac2/INPP5F is an inositol 4-phosphatase that functions in the endocytic pathway 国際誌

    Fubito Nakatsu, Mirko Messa, Ramiro Nandez, Heather Czapla, Yixiao Zou, Stephen M. Strittmatter, Pietro De Camilli

    JOURNAL OF CELL BIOLOGY   209 ( 1 )   85 - 95   2015年4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:ROCKEFELLER UNIV PRESS  

    The recruitment of inositol phosphatases to endocytic membranes mediates dephosphorylation of PI(4,5)P-2, a phosphoinositide concentrated in the plasma membrane, and prevents its accumulation on endosomes. The importance of the conversion of PI(4,5)P-2 to PtdIns during endocytosis is demonstrated by the presence of both a 5-phosphatase and a 4-phosphatase (Sac domain) module in the synaptojanins, endocytic PI(4,5)P-2 phosphatases conserved from yeast to humans and the only PI(4,5)P-2 phosphatases in yeast. OCRL, another 5-phosphatase that couples endocytosis to PI(4,5)P-2 dephosphorylation, lacks a Sac domain. Here we show that Sac2/INPP5F is a PI4P phosphatase that colocalizes with OCRL on endocytic membranes, including vesicles formed by clathrin-mediated endocytosis, macropinosomes, and Rab5 endosomes. An OCRL-Sac2/INPP5F interaction could be demonstrated by coimmunoprecipitation and was potentiated by Rab5, whose activity is required to recruit Sac2/INPP5F to endosomes. Sac2/INPP5F and OCRL may cooperate in the sequential dephosphorylation of PI(4,5)P-2 at the 5 and 4 position of inositol in a partnership that mimics that of the two phosphatase modules of synaptojanin.

    DOI: 10.1083/jcb.201409064

    Web of Science

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  • Plasticity of PI4KIIIalpha interactions at the plasma membrane. 国際誌

    Chung Jeeyun, Nakatsu Fubito, Baskin Jeremy M, De Camilli Pietro

    EMBO Rep   16 ( 3 )   312 - 320   2015年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Plasma membrane PI4P is an important direct regulator of many processes that occur at the plasma membrane and also a biosynthetic precursor of PI(4,5)P2 and its downstream metabolites. The majority of this PI4P pool is synthesized by an evolutionarily conserved complex, which has as its core the PI 4-kinase PI4KIIIalpha (Stt4 in yeast) and also comprises TTC7 (Ypp1 in yeast) and the peripheral plasma membrane protein EFR3. While EFR3 has been implicated in the recruitment of PI4KIIIalpha via TTC7, the plasma membrane protein Sfk1 was also shown to participate in this targeting and activity in yeast. Here, we identify a member of the TMEM150 family as a functional homologue of Sfk1 in mammalian cells and demonstrate a role for this protein in the homeostatic regulation of PI(4,5)P2 at the plasma membrane. We also show that the presence of TMEM150A strongly reduces the association of TTC7 with the EFR3-PI4KIIIalpha complex, without impairing the localization of PI4KIIIalpha at the plasma membrane. Collectively our results suggest a plasticity of the molecular interactions that control PI4KIIIalpha localization and function.

    DOI: 10.15252/embr.201439151

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  • The role of the clathrin adaptor AP-1: Polarized sorting and beyond 国際誌

    Fubito Nakatsu, Koji Hase, Hiroshi Ohno

    Membranes   4 ( 4 )   747 - 763   2014年11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:MDPI AG  

    The selective transport of proteins or lipids by vesicular transport is a fundamental process supporting cellular physiology. The budding process involves cargo sorting and vesicle formation at the donor membrane and constitutes an important process in vesicular transport. This process is particularly important for the polarized sorting in epithelial cells, in which the cargo molecules need to be selectively sorted and transported to two distinct destinations, the apical or basolateral plasma membrane. Adaptor protein (AP)-1, a member of the AP complex family, which includes the ubiquitously expressed AP-1A and the epithelium-specific AP-1B, regulates polarized sorting at the trans-Golgi network and/or at the recycling endosomes. A growing body of evidence, especially from studies using model organisms and animals, demonstrates that the AP-1-mediated polarized sorting supports the development and physiology of multi-cellular units as functional organs and tissues (e.g., cell fate determination, inflammation and gut immune homeostasis). Furthermore, a possible involvement of AP-1B in the pathogenesis of human diseases, such as Crohn’s disease and cancer, is now becoming evident. These data highlight the significant contribution of AP-1 complexes to the physiology of multicellular organisms, as master regulators of polarized sorting in epithelial cells.

    DOI: 10.3390/membranes4040747

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  • The Machinery at Endoplasmic Reticulum-Plasma Membrane Contact Sites Contributes to Spatial Regulation of Multiple Legionella Effector Proteins 査読

    Andree Hubber, Kohei Arasaki, Fubito Nakatsu, Camille Hardiman, David Lambright, Pietro De Camilli, Hiroki Nagai, Craig R. Roy

    PLOS PATHOGENS   10 ( 7 )   2014年7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:PUBLIC LIBRARY SCIENCE  

    The Dot/Icm system of the intracellular pathogen Legionella pneumophila has the capacity to deliver over 270 effector proteins into host cells during infection. Important questions remain as to spatial and temporal mechanisms used to regulate such a large array of virulence determinants after they have been delivered into host cells. Here we investigated several L. pneumophila effector proteins that contain a conserved phosphatidylinositol-4-phosphate (PI4P)-binding domain first described in the effector DrrA (SidM). This PI4P binding domain was essential for the localization of effectors to the early L. pneumophila-containing vacuole (LCV), and DrrA-mediated recruitment of Rab1 to the LCV required PI4P-binding activity. It was found that the host cell machinery that regulates sites of contact between the plasma membrane (PM) and the endoplasmic reticulum (ER) modulates PI4P dynamics on the LCV to control localization of these effectors. Specifically, phosphatidylinositol-4-kinase III alpha (PI4KIII alpha) was important for generating a PI4P signature that enabled L. pneumophila effectors to localize to the PM-derived vacuole, and the ER-associated phosphatase Sac1 was involved in metabolizing the PI4P on the vacuole to promote the dissociation of effectors. A defect in L. pneumophila replication in macrophages deficient in PI4KIII alpha was observed, highlighting that a PM-derived PI4P signature is critical for biogenesis of a vacuole that supports intracellular multiplication of L. pneumophila. These data indicate that PI4P metabolism by enzymes controlling PM-ER contact sites regulate the association of L. pneumophila effectors to coordinate early stages of vacuole biogenesis.

    DOI: 10.1371/journal.ppat.1004222

    Web of Science

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  • The Machinery at Endoplasmic Reticulum-Plasma Membrane Contact Sites Contributes to Spatial Regulation of Multiple Legionella Effector Proteins 国際誌

    Andree Hubber, Kohei Arasaki, Fubito Nakatsu, Camille Hardiman, David Lambright, Pietro De Camilli, Hiroki Nagai, Craig R. Roy

    PLoS Pathogens   10 ( 7 )   e1004222 - e1004222   2014年

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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:Public Library of Science  

    The Dot/Icm system of the intracellular pathogen Legionella pneumophila has the capacity to deliver over 270 effector proteins into host cells during infection. Important questions remain as to spatial and temporal mechanisms used to regulate such a large array of virulence determinants after they have been delivered into host cells. Here we investigated several L. pneumophila effector proteins that contain a conserved phosphatidylinositol-4-phosphate (PI4P)-binding domain first described in the effector DrrA (SidM). This PI4P binding domain was essential for the localization of effectors to the early L. pneumophila-containing vacuole (LCV), and DrrA-mediated recruitment of Rab1 to the LCV required PI4P-binding activity. It was found that the host cell machinery that regulates sites of contact between the plasma membrane (PM) and the endoplasmic reticulum (ER) modulates PI4P dynamics on the LCV to control localization of these effectors. Specifically, phosphatidylinositol-4-kinase IIIα (PI4KIIIα) was important for generating a PI4P signature that enabled L. pneumophila effectors to localize to the PM-derived vacuole, and the ER-associated phosphatase Sac1 was involved in metabolizing the PI4P on the vacuole to promote the dissociation of effectors. A defect in L. pneumophila replication in macrophages deficient in PI4KIIIα was observed, highlighting that a PM-derived PI4P signature is critical for biogenesis of a vacuole that supports intracellular multiplication of L. pneumophila. These data indicate that PI4P metabolism by enzymes controlling PM-ER contact sites regulate the association of L. pneumophila effectors to coordinate early stages of vacuole biogenesis. © 2014 Hubber et al.

    DOI: 10.1371/journal.ppat.1004222

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  • AP-1B-mediated protein sorting regulates polarity and proliferation of intestinal epithelial cells in mice 国際誌

    Koji Hase, Fubito Nakatsu, Masumi Ohmae, Kazushi Sugihara, Noriko Shioda, Daisuke Takahashi, Yuuki Obata, Yukihiro Furusawa, Yumiko Fujimura, Taisuke Yamashita, Shinji Fukuda, Hiroshi Okamoto, Masahide Asano, Shigenobu Yonemura, Hiroshi Ohno

    Gastroenterology   145 ( 3 )   625 - 635   2013年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Background &amp
    Aims In epithelial cells, protein sorting mechanisms regulate localization of plasma membrane proteins that generate and maintain cell polarity. The clathrin-adaptor protein (AP) complex AP-1B is expressed specifically in polarized epithelial cells, where it regulates basolateral sorting of membrane proteins. However, little is known about its physiological significance. Methods We analyzed the intestinal epithelia of mice deficient in Ap1m2 (Ap1m2-/- mice), which encodes the AP-1B μ1B subunit, and compared it with 129/B6/CD1 littermates (controls). Notch signaling was inhibited by intraperitoneal injection of dibenzazepine, and β-catenin signaling was inhibited by injection of IWR1. Intestinal tissue samples were collected and analyzed by immunofluorescence analysis. Results Ap1m2 -/- mice developed intestinal epithelial cell hyperplasia. The polarity of intestinal epithelial cells was disrupted, as indicated by the appearance of ectopic microvilli-like structures on the lateral plasma membrane and mislocalization of basolateral membrane proteins, including the low-density lipoprotein receptor and E-cadherin. The E-cadherin-β-catenin complex therefore was disrupted at the adherens junction, resulting in nuclear translocation of β-catenin. This resulted in up-regulation of genes regulated by β-catenin/transcription factor 4 (Tcf4) complex, and increased the proliferation of intestinal epithelial cells. Conclusions AP-1B is required for protein sorting and polarization of intestinal cells in mice. Loss of AP-1B in the intestinal epithelia results in mislocalization of E-cadherin, activation of β-catenin/Tcf4 complex, proliferation, and hyperplasia. © 2013 by the AGA Institute.

    DOI: 10.1053/j.gastro.2013.05.013

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  • AP-1B-mediated protein sorting regulates polarity and proliferation of intestinal epithelial cells in mice. 査読

    Hase K, Nakatsu F, Ohmae M, Sugihara K, Shioda N, Takahashi D, Obata Y, Furusawa Y, Fujimura Y, Yamashita T, Fukuda S, Okamoto H, Asano M, Yonemura S, Ohno H

    Gastroenterology   145 ( 3 )   625 - 635   2013年9月

  • PtdIns4P synthesis by PI4KIIIalpha at the plasma membrane and its impact on plasma membrane identity. 国際誌

    Nakatsu Fubito, Baskin Jeremy M, Chung Jeeyun, Tanner Lukas B, Shui Guanghou, Lee Sang Yoon, Pirruccello Michelle, Hao Mingming, Ingolia Nicholas T, Wenk Markus R, De Camilli Pietro

    J Cell Biol   199 ( 6 )   1003 - 1016   2012年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Plasma membrane phosphatidylinositol (PI) 4-phosphate (PtdIns4P) has critical functions via both direct interactions and metabolic conversion to PI 4,5-bisphosphate (PtdIns(4,5)P(2)) and other downstream metabolites. However, mechanisms that control this PtdIns4P pool in cells of higher eukaryotes remain elusive. PI4KIIIalpha, the enzyme thought to synthesize this PtdIns4P pool, is reported to localize in the ER, contrary to the plasma membrane localization of its yeast homologue, Stt4. In this paper, we show that PI4KIIIalpha was targeted to the plasma membrane as part of an evolutionarily conserved complex containing Efr3/rolling blackout, which we found was a palmitoylated peripheral membrane protein. PI4KIIIalpha knockout cells exhibited a profound reduction of plasma membrane PtdIns4P but surprisingly only a modest reduction of PtdIns(4,5)P(2) because of robust up-regulation of PtdIns4P 5-kinases. In these cells, however, much of the PtdIns(4,5)P(2) was localized intracellularly, rather than at the plasma membrane as in control cells, along with proteins typically restricted to this membrane, revealing a major contribution of PI4KIIIalpha to the definition of plasma membran

    DOI: 10.1083/jcb.201206095

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  • The epithelia-specific membrane trafficking factor AP-1B controls gut immune homeostasis in mice. 国際誌

    Daisuke Takahashi, Koji Hase, Shunsuke Kimura, Fubito Nakatsu, Masumi Ohmae, Yasushi Mandai, Toru Sato, Yasuhiro Date, Masashi Ebisawa, Tamotsu Kato, Yuuki Obata, Shinji Fukuda, Yuki I Kawamura, Taeko Dohi, Tatsuro Katsuno, Osamu Yokosuka, Satoshi Waguri, Hiroshi Ohno

    Gastroenterology   141 ( 2 )   621 - 32   2011年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    BACKGROUND & AIMS: Epithelial cells that cover the intestinal mucosal surface maintain immune homeostasis and tolerance in the gastrointestinal tract. However, little is known about the molecular mechanisms that regulate epithelial immune functions. Epithelial cells are distinct in that they are highly polarized; this polarity is, at least in part, established by the epithelium-specific polarized sorting factor adaptor protein (AP)-1B. We investigated the role of AP-1B-mediated protein sorting in the maintenance of gastrointestinal immune homeostasis. METHODS: The role of AP-1B in intestinal immunity was examined in AP-1B-deficient mice (Ap1m2(-/-)) by monitoring their phenotypes, intestinal morphology, and epithelial barrier functions. AP-1B-mediated protein sorting was examined in polarized epithelial cells from AP-1B knockdown and Ap1m2(-/-) mice. RESULTS: Ap1m2(-/-) mice developed spontaneous chronic colitis, characterized by accumulation of interleukin-17A-producing, T-helper 17 cells. Deficiency of AP-1B caused epithelial immune dysfunction, such as reduced expression of antimicrobial proteins and impaired secretion of immunoglobulin A. These defects promoted intestinal dysbiosis and increased bacterial translocation within the mucosa. Importantly, AP-1B deficiency led to mistargeting of a subset of basolateral cytokine receptors to the apical plasma membrane in a polarized epithelial cell line and in colonic epithelial cells from mice. AP1M2 expression was reduced significantly in colonic epithelium samples from patients with Crohn's disease. CONCLUSIONS: AP-1B is required for proper localization of a subset of cytokine receptors in polarized epithelial cells, which allows them to respond to cytokine signals from underlying lamina propria cells. The AP-1B-mediated protein sorting machinery is required for maintenance of immune homeostasis and prevention of excessive inflammation.

    DOI: 10.1053/j.gastro.2011.04.056

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  • The epithelia-specific membrane trafficking factor AP-1B controls gut immune homeostasis in mice. 査読

    Takahashi D, Hase K, Kimura S, Nakatsu F, Ohmae M, Mandai Y, Sato T, Date Y, Ebisawa M, Kato T, Obata Y, Fukuda S, Kawamura YI, Dohi T, Katsuno T, Yokosuka O, Waguri S, Ohno H

    Gastroenterology   141 ( 2 )   621 - 632   2011年8月

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    出版者・発行元:2  

    DOI: 10.1053/j.gastro.2011.04.056

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  • The inositol 5-phosphatase SHIP2 regulates endocytic clathrin-coated pit dynamics. 国際誌

    Nakatsu Fubito, Perera Rushika M, Lucast Louise, Zoncu Roberto, Domin Jan, Gertler Frank B, Toomre Derek, De Camilli Pietro

    J Cell Biol   190 ( 3 )   307 - 315   2010年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Phosphatidylinositol (PI) 4,5-bisphosphate (PI(4,5)P(2)) and its phosphorylated product PI 3,4,5-triphosphate (PI(3,4,5)P(3)) are two major phosphoinositides concentrated at the plasma membrane. Their levels, which are tightly controlled by kinases, phospholipases, and phosphatases, regulate a variety of cellular functions, including clathrin-mediated endocytosis and receptor signaling. In this study, we show that the inositol 5-phosphatase SHIP2, a negative regulator of PI(3,4,5)P(3)-dependent signaling, also negatively regulates PI(4,5)P(2) levels and is concentrated at endocytic clathrin-coated pits (CCPs) via interactions with the scaffold protein intersectin. SHIP2 is recruited early at the pits and dissociates before fission. Both knockdown of SHIP2 expression and acute production of PI(3,4,5)P(3) shorten CCP lifetime by enhancing the rate of pit maturation, which is consistent with a positive role of both SHIP2 substrates, PI(4,5)P(2) and PI(3,4,5)P(3), on coat assembly. Because SHIP2 is a negative regulator of insulin signaling, our findings suggest the importance of the phosphoinositide metabolism at CCPs in the regulation of insulin signal output.

    DOI: 10.1083/jcb.201005018

    PubMed

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  • The inositol 5-phosphatase SHIP2 regulates endocytic clathrin-coated pit dynamics 査読

    Fubito Nakatsu, Rushika M. Perera, Louise Lucast, Roberto Zoncu, Jan Domin, Frank B. Gertler, Derek Toomre, Pietro De Camilli

    JOURNAL OF CELL BIOLOGY   190 ( 3 )   307 - 315   2010年8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:ROCKEFELLER UNIV PRESS  

    Phosphatidylinositol (PI) 4,5-bisphosphate (PI(4,5)P(2)) and its phosphorylated product PI 3,4,5-triphosphate (PI(3,4,5)P(3)) are two major phosphoinositides concentrated at the plasma membrane. Their levels, which are tightly controlled by kinases, phospholipases, and phosphatases, regulate a variety of cellular functions, including clathrin-mediated endocytosis and receptor signaling. In this study, we show that the inositol 5-phosphatase SHIP2, a negative regulator of PI(3,4,5)P(3)-dependent signaling, also negatively regulates PI(4,5)P(2) levels and is concentrated at endocytic clathrin-coated pits (CCPs) via interactions with the scaffold protein intersectin. SHIP2 is recruited early at the pits and dissociates before fission. Both knockdown of SHIP2 expression and acute production of PI(3,4,5)P(3) shorten CCP lifetime by enhancing the rate of pit maturation, which is consistent with a positive role of both SHIP2 substrates, PI(4,5)P(2) and PI(3,4,5)P(3), on coat assembly. Because SHIP2 is a negative regulator of insulin signaling, our findings suggest the importance of the phosphoinositide metabolism at CCPs in the regulation of insulin signal output.

    DOI: 10.1083/jcb.201005018

    Web of Science

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  • Lack of potassium current in W309R mutant KCNQ3 channel causing benign familial neonatal convulsions (BFNC). 国際誌

    Sugiura Yoshihiro, Nakatsu Fubito, Hiroyasu Kiwamu, Ishii Atsushi, Hirose Shinichi, Okada Motohiro, Jibiki Itsuki, Ohno Hiroshi, Kaneko Sunao, Ugawa Yoshikazu

    Epilepsy Res   84 ( 1 )   82 - 85   2009年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    BFNC is an autosomal dominant epileptic disorder caused by mutations of KCNQ2 or KCNQ3 potassium channel gene. W309R missense mutation in KCNQ3 gene was previously reported in a family with BFNC. In this study, potassium currents were recorded from HEK293 cells expressing both W309R mutant KCNQ3 and wild type KCNQ2 channels. We found a lack of potassium current in W309R mutant KCNQ3 and KCNQ2 channels, which can explain the hyper-excitability of CNS in patients with BFNC.

    DOI: 10.1016/j.eplepsyres.2008.12.003

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  • Lack of potassium current in W309R mutant KCNQ3 channel causing benign familial neonatal convulsions (BFNC). 査読

    Sugiura Y, Nakatsu F, Hiroyasu K, Ishii A, Hirose S, Okada M, Jibiki I, Ohno H, Kaneko S, Ugawa Y

    Epilepsy research   84 ( 1 )   82 - 85   2009年3月

  • [Regulation of endocytosis by phosphoinositides].

    Nakatsu Fubito, De Camilli Pietro

    Tanpakushitsu Kakusan Koso   53 ( 16 Suppl )   2164 - 2169   2008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)  

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  • [Physiological roles of clathrin-associated adaptor protein (AP) complexes].

    Ohno Hiroshi, Hase Koji, Nakatsu Fubito

    Tanpakushitsu Kakusan Koso   53 ( 16 Suppl )   2158 - 2163   2008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)  

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  • Aberrant trafficking of the high-affinity choline transporter in AP-3-deficient mice

    Hidemi Misawa, Hirofumi Fujigaya, Takashi Nishimura, Yasuhiro Moriwaki, Takashi Okuda, Koichiro Kawashima, Kazuko Nakata, Alicia M. Ruggiero, Randy D. Blakely, Fubito Nakatsu, Hiroshi Ohno

    European Journal of Neuroscience   27 ( 12 )   3109 - 3117   2008年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The high-affinity choline transporter (CHT) is expressed in cholinergic neurons and efficiently transported to axon terminals where it controls the rate-limiting step in acetylcholine synthesis. Recent studies have shown that the majority of CHT is unexpectedly localized on synaptic vesicles (SV) rather than the presynaptic plasma membrane, establishing vesicular CHT trafficking as a basis for activity-dependent CHT regulation. Here, we analyse the intracellular distribution of CHT in the adaptor protein-3 (AP-3)-deficient mouse model mocha. In the mocha mouse, granular structures in cell bodies are intensely labelled with CHT antibody, indicating possible deficits in CHT trafficking from the cell body to the axon terminal. Western blot analyses reveal that CHT on SV in mocha mice is decreased by 30% compared with wild-type mice. However, no significant difference in synaptosomal choline uptake activity is detected, consistent with the existence of a large reservoir pool for CHT. To further characterize CHT trafficking, we established a PC12D-CHT cell line. In this line, CHT is found associated with a subpopulation of synaptophysin-positive synaptic-like microvesicles (SLMV). The amounts of CHT detected on SLMV are greatly reduced by treating the cell with agents that halt AP-dependent membrane trafficking. These results demonstrate that APs have important functions for CHT trafficking in neuronal cells. © The Authors (2008).

    DOI: 10.1111/j.1460-9568.2008.06268.x

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  • Aberrant trafficking of the high-affinity choline transporter in AP-3-deficient mice 査読

    Misawa Hidemi, Fujigaya Hirofumi, Nishimura Takashi, Moriwaki Yasuhiro, Okuda Takashi, Kawashima Koichiro, Nakata Kazuko, Ruggiero Alicia M, Blakely Randy D, Nakatsu Fubito, Ohno Hiroshi

    European Journal of Neuroscience   27 ( 12 )   3109 - 3117   2008年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    <p>The high-affinity choline transporter (CHT) is expressed in cholinergic neurons and efficiently transported to axon terminals where it controls the rate-limiting step in acetylcholine synthesis. Recent studies have shown that the majority of CHT is unexpectedly localized on synaptic vesicles (SV) rather than the presynaptic plasma membrane, establishing vesicular CHT trafficking as a basis for activity-dependent CHT regulation. Here, we analyse the intracellular distribution of CHT in the adaptor protein-3 (AP-3)-deficient mouse model mocha. In the mocha mouse, granular structures in cell bodies are intensely labelled with CHT antibody, indicating possible deficits in CHT trafficking from the cell body to the axon terminal. Western blot analyses reveal that CHT on SV in mocha mice is decreased by 30% compared with wild-type mice. However, no significant difference in synaptosomal choline uptake activity is detected, consistent with the existence of a large reservoir pool for CHT. To further characterize CHT trafficking, we established a PC12D-CHT cell line. In this line, CHT is found associated with a subpopulation of synaptophysin-positive synaptic-like microvesicles (SLMV). Th

    DOI: 10.1111/j.1460-9568.2008.06268.x

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  • Mutation screening of AP3M2 in Japanese epilepsy patients

    Ming-Chih Huang, Motohiro Okada, Fubito Nakatsu, Hirokazu Oguni, Masatoshi Ito, Kohtaro Morita, Hiroshi Nagafuji, Shinichi Hirose, Yoshiyuki Sakaki, Sunao Kaneko, Hiroshi Ohno, Toshio Kojima

    BRAIN & DEVELOPMENT   29 ( 8 )   462 - 467   2007年9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:ELSEVIER SCIENCE BV  

    Evidence that some types of epilepsies show strong genetic predisposition has been well documented. AP3M2 is considered to be an epileptogenic gene because AP3M2 knockout mice exhibit symptoms of spontaneous epileptic seizures. In order to investigate whether the AP3M2 gene causes susceptibility to epilepsy, we performed mutation screening of the genomic DNA of 190 patients with six epilepsy types; this screening involved all the 9 exons and the relevant exon-intron boundaries of AP3M2. Although neither missense nor nonsense mutations were detected, we identified 21 sequence variations, of which 16 variations were novel. Of the 21 variations, I I were detected in 5' and 3' UTRs, while the remaining variations were detected in introns. Although the present study failed to identify the possible AP3M2 mutations that may cause epilepsy, our results suggest that some AP3M2 mutations still remain candidates for unmapped disorders including epilepsy, febrile seizure, and other neuronal developmental disorders associated with functional abnormalities of GABAergic transmission. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.braindev.2006.12.004

    Web of Science

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  • Loss of endocytic clathrin-coated pits upon acute depletion of phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate

    Roberto Zoncu, Rushika M. Perera, Rafael Sebastian, Fubito Nakatsu, Hong Chen, Tamas Balla, Guillermo Ayala, Derek Toomre, Pietro V. De Camilli

    PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA   104 ( 10 )   3793 - 3798   2007年3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:NATL ACAD SCIENCES  

    Phosphaticlylinositol 4,5-bisphosphate [PI(4,5)P-2], a phosphoinositide concentrated predominantly in the plasma membrane, binds endocytic clathrin adaptors, many of their accessory factors, and a variety of actin-regulatory proteins. Here we have used fluorescent fusion proteins and total internal reflection fluorescence microscopy to investigate the effect of acute PI(4,5)P-2 breakdown on the dynamics of endocytic clathrin-coated pit components and of the actin regulatory complex, Arp2/3. PI(4,5)P-2 breakdown was achieved by the inducible recruitment to the plasma membrane of an inositol 5-phosphatase module through the rapamycin/FRB/FKBP system or by treatment with ionomycin. PI(4,5)P-2 depletion resulted in a dramatic loss of clathrin puncta, which correlated with a massive dissociation of endocytic adaptors from the plasma membrane. Remaining clathrin spots at the cell surface had only weak fluorescence and were static over time. Dynamin and the p20 subunit of the Arp2/3 actin regulatory complex, which were concentrated at late-stage clathrin-coated pits and in lamellipodia, also dissociated from the plasma membrane, and these changes correlated with an arrest of motility at the cell edge. These findings demonstrate the critical importance of PI(4,5)P-2 in clathrin coat dynamics and Arp2/3-dependent actin regulation.

    DOI: 10.1073/pnas.0611733104

    Web of Science

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  • Visualization of the post-golgi trafficking of multiphoton photoactivated transferrin receptors

    Hong Luo, Fubito Nakatsu, Akiko Furuno, Hiroko Kato, Akitsugu Yamamoto, Hiroshi Ohno

    Cell Structure and Function   31 ( 2 )   63 - 75   2006年

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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:Japan Society for Cell Biology  

    Newly synthesized membrane proteins are sorted in the trans-Golgi network (TGN) on the basis of sorting signals carried in their cytoplasmic domains and delivered to their final destinations in the secretory and endocytic pathways. Although previous studies have suggested the involvement of early endosomes in the biosynthetic pathway of transmembrane proteins, the precise trafficking routes followed by the newly synthesized plasma membrane proteins, such as transferrin receptors (TfRs), after exit from the TGN remain unclear. In this report, first, we demonstrated the advantages of photoactivating PA-GFP, a variant of the Aequorea victoria green fluorescent protein (GFP), with multiphoton laser light rather than single-photon laser light, in terms of photoactivation efficiency and spatial resolution. We then applied the multiphoton photoactivation technique to selectively photoactivate the TfR tagged with PA-GFP (PA-GFP-TfR) at the TGN, and monitored the movement of the photoactivated PA-GFP-TfR in live cells. We observed that the PA-GFP-TfR photoactivated at the TGN are transported to the Tfn+EEA1+ endosomal compartments after exiting the TGN. These data support the notion that early endosomes can serve as a sorting station for not only internalized plasma membrane proteins in the endocytic pathway but also newly synthesized membrane proteins in the post-Golgi secretory pathway. © 2006 by Japan Society for Cell Biology.

    DOI: 10.1247/csf.31.63

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  • Visualization of the post-Golgi trafficking of multiphoton photoactivated transferrin receptors. 査読

    Luo H, Nakatsu F, Furuno A, Kato H, Yamamoto A, Ohno H

    Cell structure and function   31 ( 2 )   63 - 75   2006年

  • Clathrin adaptor AP-2 is essential for early embryonal development

    T Mitsunari, F Nakatsu, N Shioda, PE Love, A Grinberg, JS Bonifacino, H Ohno

    MOLECULAR AND CELLULAR BIOLOGY   25 ( 21 )   9318 - 9323   2005年11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:AMER SOC MICROBIOLOGY  

    The heterotetrameric adaptor protein (AP) complexes AP-1, AP-2, AP-3, and AP-4 play key roles in transport vesicle formation and cargo sorting in post-Golgi trafficking pathways. Studies on cultured mammalian cells have shown that AP-2 mediates rapid endocytosis of a subset of plasma membrane receptors. To determine whether this function is essential in the context of a whole mammalian organism, we carried out targeted disruption of the gene encoding the mu 2 subunit of AP-2 in the mouse. We found that mu 2 heterozygous mutant mice were viable and had an apparently normal phenotype. In contrast, no mu 2 homozygous mutant embryos were identified among blastocysts from intercrossed heterozygotes, indicating that mu 2-deficient embryos die before day 3.5 postcoitus (E3.5). These results indicate that AP-2 is indispensable for early embryonic development, which might be due to its requirement for cell viability.

    DOI: 10.1128/MCB.25.21.9318-9323.2005

    Web of Science

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  • Benign familial neonatal convulsions (BFNC) is caused by lack of M-current of the mutant KCNQ2/KCNQ3 potassium channel 査読

    Sugiura, Y, Nakatsu, F, Okada, M, Hirose, S, Ohno, H, Kaneko, S, Yamamoto, T

    JOURNAL OF THE NEUROLOGICAL SCIENCES   238   S90 - S90   2005年

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  • Epileptic seizure in mice deficient in mu 3B subunit of AP-3B complex. 査読

    Nakatsu, F, Okada, M, Iwasa, H, Zhu, G, Kasagi, Y, Mori, F, Kamiya, H, Harada, A, Shimoyama, I, Wakabayashi, K, Manabe, T, Kaneko, S, Yuasa, S, Saito, T, Ohno, H

    EPILEPSIA   46   67 - 68   2005年

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  • Reciprocal release profile between hippocampal monoamine and acetylcholine releases in a novel spontaneous epilepsy model, mu 3b-deficient mice. 査読

    Zhu, G, Okada, M, Yoshida, S, Nakatsu, F, Kanai, K, Iwasa, H, Ohno, H, Kaneko, S

    EPILEPSIA   46   91 - 91   2005年

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  • Impairment of monoaminergic transmission in mu 3B knockout mice. 査読

    Zhu, G, Okada, M, Nakatsu, F, Mori, F, Yoshida, S, Wakabayashi, K, Ohno, H, Kaneko, S

    EPILEPSIA   46   11 - 12   2005年

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  • Age-dependent impairment of GABAergic transmission in mu 3B knockout mice. 査読

    Zhu, G, Okada, M, Mori, F, Nakatsu, F, Yoshida, S, Wakabayashi, K, Ohno, H, Kaneko, S

    EPILEPSIA   46   2 - 3   2005年

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  • Defective function of GABA-containing synaptic vesicles in mice lacking the AP-3B clathrin adaptor

    F Nakatsu, M Okada, F Mori, N Kumazawa, H Iwasa, G Zhu, Y Kasagi, H Kamiya, A Harada, K Nishimura, A Takeuchi, T Miyazaki, M Watanabe, S Yuasa, T Manabe, K Wakabayashi, S Kaneko, T Saito, H Ohno

    JOURNAL OF CELL BIOLOGY   167 ( 2 )   293 - 302   2004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)   出版者・発行元:ROCKEFELLER UNIV PRESS  

    A P-3 is a member of the adaptor protein (AP) complex family that regulates the vesicular transport of cargo proteins in the secretory and endocytic pathways. There are two isoforms of AP-3: the ubiquitously expressed AP-3A and the neuron-specific AP-3B. Although the physiological role of AP-3A has recently been elucidated, that of AP-3B remains unsolved. To address this question, we generated mice lacking mu3B, a subunit of AP-3B. mu3B(-/-) mice suffered from spontaneous epileptic seizures. Morphological abnormalities were observed at synapses in these mice. Biochemical studies demonstrated the impairment of gamma-aminobutyric acid (GABA) release because of, at least in part, the reduction of vesicular GABA transporter in mu3B(-/-) mice. This facilitated the induction of long-term potentiation in the hippocampus and the abnormal propagation of neuronal excitability via the temporoammonic pathway. Thus, AP-3B plays a critical role in the normal formation and function of a subset of synaptic vesicles. This work adds a new aspect to the pathogenesis of epilepsy.

    DOI: 10.1083/jcb.200405032

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  • Possible involvement of AP-3B in VGAT-associated inhibitory synaptic function 査読

    Nakatsu, F, Okada, M, Mori, F, Kumazawa, N, Iwasa, H, Zhu, G, Kasagi, Y, Kamiya, H, Harada, A, Nishimura, K, Takeuchi, A, Miyazaki, T, Watanabe, M, Yuasa, S, Manabe, T, Wakabayashi, K, Kaneko, S, Saito, T, Ohno, H

    MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL   15   221A - 221A   2004年

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  • The possible contribution of adaptor protein complex in the basic mechanisms of epilepsy: Experimental studies of seizure susceptibility in mu 3b gene knockout mice. 査読

    Iwasa, H, Nakatsu, F, Kasagi, Y, Okada, M, Mine, S, Ohno, T, Kaneko, S

    EPILEPSIA   45   58 - 58   2004年

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  • Adaptor protein complexes as the key regulators of protein sorting in the post-Golgi network

    F Nakatsu, H Ohno

    CELL STRUCTURE AND FUNCTION   28 ( 5 )   419 - 429   2003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)   出版者・発行元:JAPAN SOC CELL BIOLOGY  

    Adaptor protein (AP) complexes are cytosolic heterotetramers that mediate the sorting of membrane proteins in the secretory and endocytic pathways. AP complexes are involved in the formation of clathrin-coated vesicles (CCVs) by recruiting the scaffold protein, clathrin. AP complexes also play a pivotal role in the cargo selection by recognizing the sorting signals within the cytoplasmic tail of integral membrane proteins. Six distinct AP complexes have been identified. AP-2 mediates endocytosis from the plasma membrane, while AP-1, AP-3 and AP-4 play a role in the endosomall/lysosomal sorting pathways. Moreover, tissue-specific sorting events such as the basolateral sorting in polarized epithelial cells and the biogenesis of specialized organelles including melanosomes and synaptic vesicles are also regulated by members of AP complexes. The application of a variety of methodologies have gradually revealed the physiological role of AP complexes.

    DOI: 10.1247/csf.28.419

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  • Differential recognition of tyrosine-based basolateral signals by AP-1B subunit mu 1B in polarized epithelial cells

    H Sugimoto, M Sugahara, H Folsch, Y Koide, F Nakatsu, N Tanaka, T Nishimura, M Furukawa, C Mullins, N Nakamura, Mellman, I, H Ohno

    MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL   13 ( 7 )   2374 - 2382   2002年7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:AMER SOC CELL BIOLOGY  

    To investigate the importance of tyrosine recognition by the AP-1B clathrin adaptor subunit mu1B for basolateral sorting of integral membrane proteins in polarized epithelial cells, we have produced and characterized a mutant form of mu1B. The mutant (M-mu1B) contains alanine substitutions of each of the four conserved residues, which in the AP-2 adaptor subunit mu2 are critical for interacting with tyrosine-based endocytosis signals. We show M-mu1B is defective for tyrosine binding in vitro, but is nevertheless incorporated into AP-1 complexes in transfected cells. Using LLC-PK1 cells expressing either wild type or M-mu1B, we find that there is inefficient basolateral expression of membrane proteins whose basolateral targeting signals share critical tyrosines with signals for endocytosis. In contrast, membrane proteins whose basolateral targeting signals are distinct from their endocytosis signals (transferrin and low-density lipoprotein receptors) accumulate at the basolateral domain normally, although in a manner that is strictly dependent on mu1B or M-mu1B expression. Our results suggest that mu1B interacts with different classes of basolateral targeting signals in distinct ways.

    DOI: 10.1091/mbc.E01-10-0096

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  • Essential role of S-adenosylmethionine decarboxylase in mouse embryonic development

    K Nishimura, F Nakatsu, K Kashiwagi, H Ohno, T Saito, K Igarashi

    GENES TO CELLS   7 ( 1 )   41 - 47   2002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:BLACKWELL PUBLISHING LTD  

    Background: S-Adenosylmethionine decarboxylase (AdoMetDC) is one of the key enzymes involved in the biosynthesis of spermidine and spermine, which are essential for normal cell growth. To examine the role of polyamines in embryogenesis, we carried out targeted disruption of the mouse Amd1 gene, encoding AdoMetDC, to generate mice that can not synthesize spermidine and spermine.
    Results: Amd1 heterozygous mice were viable, normal and fertile. However, homozygous Amd1(-/-) embryos died early in embryonic development, between E3.5 and E6.5 days post-coitus. Homozygous (Amd1(-/-)) blastocysts at E3.5 arrested cell proliferation immediately after the onset of cell culture, and this arrest was rescued by the addition of spermidine. Chromosomal DNA breakage did not occur in Amd1(-/-) blastocysts at E3.5, as determined by TUNEL assay.
    Conclusions: These results indicate that AdoMetDC plays an essential role in embryonic development and that polyamines are required for cell proliferation in the embryo after E3.5.

    DOI: 10.1046/j.1356-9597.2001.00494.x

    Web of Science

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  • The neuronal form of adaptor protein-3 is required for synaptic vesicle formation from endosomes.

    Blumstein J, Faundez V, Nakatsu F, Saito T, Ohno H, Kelly R B

    J Neurosci   21 ( 20 )   8034 - 8042   2001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)  

    Heterotetrameric adaptor complexes vesiculate donor membranes. One of the adaptor protein complexes, AP-3, is present in two forms; one form is expressed in all tissues of the body, whereas the other is restricted to brain. Mice lacking both the ubiquitous and neuronal forms of AP-3 exhibit neurological disorders that are not observed in mice that are mutant only in the ubiquitous form. To begin to understand the role of neuronal AP-3 in neurological disease, we investigated its function in in vitro assays as well as its localization in neural tissue. In the presence of GTPgammaS both ubiquitous and neuronal forms of AP-3 can bind to purified synaptic vesicles. However, only the neuronal form of AP-3 can produce synaptic vesicles from endosomes in vitro. We also identified that the expression of neuronal AP-3 is limited to varicosities of neuronal-like processes and is expressed in most axons of the brain. Although the AP-2/clathrin pathway is the major route of vesicle production and the relatively minor neuronal AP-3 pathway is not necessary for viability, the absence of the latter could lead to the neurological abnormalities seen in mice lacking the expression of AP-3 in brai

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  • The neuronal form of adaptor protein-3 is required for synaptic vesicle formation from endosomes. 査読

    Blumstein J, Faundez V, Nakatsu F, Saito T, Ohno H, Kelly RB

    The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience   21 ( 20 )   8034 - 8042   2001年10月

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  • E2A and HEB activate the pre-TCR alpha promoter during immature T cell development

    A Takeuchi, S Yamasaki, K Takase, F Nakatsu, H Arase, M Onodera, T Saito

    JOURNAL OF IMMUNOLOGY   167 ( 4 )   2157 - 2163   2001年8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:AMER ASSOC IMMUNOLOGISTS  

    The pre-TCR alpha (pT alpha) is exclusively expressed in immature thymocytes and constitutes the pre-TCR complex with TCR beta, which regulates early T cell differentiation. Despite the recent identification of the pT alpha enhancer, the contribution of the promoter region, the direct DNA-protein interaction, and the regulation of such interaction along with T cell development have not been investigated. We analyzed the pT alpha promoter region and identified the critical elements for transcription of the pT alpha gene. The pT alpha promoter was found to contain two consecutive E-box elements that are critical for pT alpha transcription. The E-box elements in the promoter region formed the specific DNA-protein complex that was exclusively observed in immature thymocytes, not in mature thymocytes and T cells. The E proteins in this complex were identified as E2A and HeLa E-box binding protein (HEB), and overexpression of E2A and HEB resulted in activation of the pT alpha promoter. The binding complex in the consecutive E-boxes in the pTa promoter changed along with T cell development, as a distinct DNA-binding complex was observed in mature T cells. Comparing the E-box regions in the enhancer and the promoter, those in the promoter appear to make a greater contribution to pT alpha gene transcription.

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  • Cytokine-independent Jak3 activation upon T cell receptor (TCR) stimulation through direct association of Jak3 and the TCR complex

    K Tomita, K Saijo, S Yamasaki, T Iida, F Nakatsu, H Arase, H Ohno, T Shirasawa, T Kuriyama, JJ O'Shea, T Saito

    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY   276 ( 27 )   25378 - 25385   2001年7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:AMER SOC BIOCHEMISTRY MOLECULAR BIOLOGY INC  

    Jak3 is responsible for growth signals by various cytokines such as interleukin (IL)-2, IL-4, and IL-7 through association with the common gamma chain (gammac) in lymphocytes. We found that T cells from Jak3-deficient mice exhibit impairment of not only cytokine signaling but also early activation signals and that Jak3 is phosphorylated upon T cell receptor (TCR) stimulation. TCR-mediated phosphorylation of Jak3 is independent of IL-2 receptor/gammac but is dependent on Lck and ZAP-70. Jak3 was found to be assembled with the TCR complex, particularly through direct association with CD3 zeta via its JH4 region, which is a different region from that for gammac association. These results suggest that Jak3 plays a role not only in cell growth but also in T cell activation and represents cross-talk of a signaling molecule between TCR and growth signals.

    DOI: 10.1074/jbc.M011363200,

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  • A di-leucine signal in the ubiquitin moiety - Possible involvement in ubiquitination-mediated endocytosis

    F Nakatsu, M Sakuma, Y Matsuo, H Arase, S Yamasaki, N Nakamura, T Saito, H Ohno

    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY   275 ( 34 )   26213 - 26219   2000年8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:AMER SOC BIOCHEMISTRY MOLECULAR BIOLOGY INC  

    Some plasma membrane receptors in yeast are known to be internalized and degraded in lysosomes up on ligand-dependent ubiquitination. However, the role of ubiquitination in endocytosis and lysosomal degradation in higher eukaryotes has been controversial. In order to directly assess this question, we investigated the fate of chimeric molecules in which ubiquitin moiety was fused in-frame to the cytoplasmic region of membrane proteins, The chimeric proteins with the wild-type ubiquitin were endocytosed and delivered to lysosomes efficiently. Mutant ubiquitin with lysine-to-arginine substitution could still mediate endocytosis, suggesting that polyubiquitination is not required for the endocytosis. We next searched for the existence of an endocytosis signal(s) in the ubiquitin moiety, and identified a di-leucine signal, Leu(43)-Ile(44). The Leu(43)-Ile(44) sequence mediated endocytosis and lysosomal sorting in a Leu(43)-dependent manner. These results suggest that the di-leucine signal in ubiquitin can be involved in ubiquitination-mediated endocytosis and lysosomal targeting of membrane proteins.

    DOI: 10.1074/jbc.M907720199,

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  • mu 1B, a novel adaptor medium chain expressed in polarized epithelial cells

    H Ohno, T Tomemori, F Nakatsu, Y Okazaki, RC Aguilar, H Foelsch, Mellman, I, T Saito, T Shirasawa, JS Bonifacino

    FEBS LETTERS   449 ( 2-3 )   215 - 220   1999年4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:ELSEVIER SCIENCE BV  

    The apical and basolateral plasma membrane domains of polarized epithelial cells contain distinct sets of integral membrane proteins. Biosynthetic targeting of proteins to the basolateral plasma membrane is mediated by cytosolic tail determinants, many of which resemble signals involved in the rapid endocytosis or lysosomal targeting, Since these signals are recognized by adaptor proteins, we hypothesized that there could be epithelial-specific adaptors involved in polarized sorting. Here, we report the identification of a novel member of the adaptor medium chain family, named mu 1B, which is closely related to the previously described mu 1A (79% amino acid sequence identity). Northern blotting and in situ hybridization analyses reveal the specific expression of mu 1B mRNA in a subset of polarized epithelial and exocrine cells. Yeast two-hybrid analyses show that mu 1B is capable of interacting with generic tyrosine-based sorting signals. These observations suggest that mu 1B may be involved in protein sorting events specific to polarized cells. (C) 1999 Federation of European Biochemical Societies.

    DOI: 10.1016/S0014-5793(99)00432-9

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  • Genomic structure and chromosome mapping of the genes encoding clathrin-associated adaptor medium chains mu 1A (Ap1m1) and mu 1B (Ap1m2)

    F Nakatsu, T Kadohira, DJ Gilbert, NA Jenkins, H Kakuta, NG Copeland, T Saito, H Ohno

    CYTOGENETICS AND CELL GENETICS   87 ( 1-2 )   53 - 58   1999年

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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:KARGER  

    The protein mu 1B is a member of the medium chain family of the clathrin-associated adaptor complex and is expressed exclusively in epithelial cells. We determined the genomic structure of previously cloned murine genes for mu 1B (Ap1m2) and its closely related homolog, mu 1A (Ap1m1). Comparison of their genomic structures revealed that the positions of introns are identical between these two genes, except for the insertion of an additional intron in Ap1m1 (intron 4). By contrast, these structures are different from that of the more distantly related Ap2m1 gene encoding mu 2. Taken together with the similarity of amino acid sequences among these genes, the data presented in this study suggest that Ap1m1/2 and Ap2m1 diverged long before the separation of Ap1m1 and Ap1m2, which most likely resulted from a relatively recent gene duplication. We also mapped AP1M2 to human chromosome 19p13.2 and Ap1m2 to the proximal region of mouse chromosome 9. The results are consistent with the fact that these regions are syntenic. Copyright (C) 1999 S. Karger AG, Basel.

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MISC

  • Frequency and amplitude control of cortical oscillations by phosphoinositide waves (vol 12, pg 158, 2016) 国際誌

    Ding Xiong, Shengping Xiao, Su Guo, Qingsong Lin, Fubito Nakatsu, Min Wu

    NATURE CHEMICAL BIOLOGY   12 ( 4 )   304 - 304   2016年4月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:NATURE PUBLISHING GROUP  

    DOI: 10.1038/nchembio0416-304b

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  • Recruitment of PI 4-kinase III alpha to the plasma membrane is mediated by TTC7 and EFR3/Rolling blackout, a palmitoylated peripheral membrane protein.

    J. M. Baskin, F. Nakatsu, J. Chung, M. Pirruccello, P. De Camilli

    MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL   23   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:AMER SOC CELL BIOLOGY  

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  • 良性家族性新生児けいれんを来す変異K+チャネルのヒトcDNAを用いた電気生理学的検討

    杉浦 嘉泰, 廣瀬 伸一, 岡田 元宏, 中津 史, 大野 博司, 兼子 直, 山本 悌司, 宇川 義一

    臨床神経学   47 ( 12 )   1105 - 1105   2007年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本神経学会  

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  • Adaptor protein-dependent trafficking of high-affinity choline transporter

    Hirofumi Fujigaya, Takashi Nishimura, Fubito Nakatsu, Hiroshi Ohno, Yasuhiro Moriwaki, Koichiro Kawashima, Hidemi Misawa

    JOURNAL OF PHARMACOLOGICAL SCIENCES   103   57P - 57P   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:JAPANESE PHARMACOLOGICAL SOC  

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  • Adaptor protein-dependent trafficking of high-affinity choline transporter

    Hidemi Misawa, Hirofumi Fujigaya, Yasuhiro Moriwaki, Takashi Okuda, Fubito Nakatsu, Hiroshi Ohno

    NEUROSCIENCE RESEARCH   58   S68 - S68   2007年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:ELSEVIER IRELAND LTD  

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  • 良性家族性新生児けいれんを来す変異K<sup>+</sup>チャネルのヒトcDNAを用いた電気生理学的検討

    杉浦嘉泰, 廣瀬伸一, 岡田元宏, 中津史, 大野博司, 兼子直, 山本悌司

    日本神経学会総会プログラム・抄録集   48th   266   2007年

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    記述言語:日本語  

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  • 良性家族性新生児けいれんにおける変異K+チャネルの電気生理学的検討

    杉浦 嘉泰, 中津 史, 岡田 元宏, 大野 博司, 廣瀬 伸一, 兼子 直, 山本 悌司

    臨床神経学   45 ( 12 )   1148 - 1148   2005年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本神経学会  

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  • Newly synthesized transferrin receptors are delivered from TGN to recycling endosomes en route to the plasma membrane in non-polarized mammalian cells

    Hong Luo, Fubito Nakatsu, Akiko Fortino, Hiroshi Ohno

    CELL STRUCTURE AND FUNCTION   30   72 - 72   2005年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:JAPAN SOC CELL BIOLOGY  

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  • Clathrin adaptor AP-2 is essential for cell viability

    Takashi Mitsunari, Fubito Nakatsu, Noriko Shioda, Paul E. Love, Alexander Grinberg, Juan S. Bonifacino, Hiroshi Ohno

    CELL STRUCTURE AND FUNCTION   30   69 - 69   2005年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:JAPAN SOC CELL BIOLOGY  

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  • 自然発症てんかんマウス(アダプター蛋白複合体ノックアウトマウス)海馬における定量形態的検討

    森文秋, 岡田元宏, 中津史, 大野博司, 兼子直, 若林孝一

    Neuropathology   25 ( Supplement )   82   2005年5月

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    記述言語:日本語  

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  • AP3Bノックアウトマウス自発性けいれん発現機序解明(第3報)海馬モノアミン遊離機構の解析

    朱 剛, 岡田 元宏, 吉田 淑子, 中津 史, 森 文秋, 若林 孝一, 大野 博司, 兼子 直

    てんかん研究   23 ( 1 )   38 - 39   2005年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本てんかん学会  

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  • 良性家族性新生児けいれんにおける変異K<sup>+</sup>チャネルの電気生理学的検討

    杉浦嘉泰, 中津史, 岡田元宏, 大野博司, 広瀬伸一, 兼子直, 山本悌司

    日本神経学会総会プログラム・抄録集   46th   247   2005年

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    記述言語:日本語  

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  • 自然発症てんかんマウス(アダプター蛋白複合体ノックアウトマウス)海馬の定量形態的検討

    森文秋, 岡田元宏, 中津史, 大野博司, 兼子直, 若林孝一

    Neuropathology   24 ( Supplement )   140   2004年5月

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    記述言語:日本語  

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  • リバースゲノミクス的研究手法を用いた中枢神経系機能性疾患におけるERストレス仮説の構築

    岡田 元宏, 朱 剛, 吉田 淑子, 森 文秋, 中津 史, 兼松 隆, 平田 雅人, 若林 孝一, 大野 博司, 兼子 直

    精神薬療研究年報   ( 36 )   74 - 82   2004年3月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(公財)先進医薬研究振興財団  

    他の疾患標的蛋白として細胞内小胞輸送障害が中枢神経系機能性疾患発現に関与している可能性を,二種類の遺伝子ノックアウトマウスを用いて検証した.AP3M2遺伝子ノックアウトマウスは8週以降で自発性けいれんが生じ,この時点でGABA開口分泌機能の低下とtemporoammonic pathwayの興奮性伝播が過剰亢進していた.PRIP-1遺伝子ノックアウトマウスは自発性けいれんの発現率は5%と低いものの,この痙攣発作は致死性で,けいれん発作後の海馬CA3の好酸化性細胞死を確認した.加えてGABAとglutamateの開口分泌が亢進していた.よって,細胞内蛋白輸送障害が新たな中枢神経系機能性疾患の病態に関与している可能性が示唆された

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  • AP3B機能障害とtemporoammonic pathway機能亢進による側頭葉てんかん発現機序

    朱 剛, 岡田 元宏, 森 文秋, 中津 史, 吉田 淑子, 若林 孝一, 兼子 直, 大野 博司

    てんかん研究   22 ( 1 )   25 - 25   2004年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本てんかん学会  

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  • てんかんの新たな分子基盤としてのアダプター複合体の役割―μ3B遺伝子ノックアウトマウスによる研究―

    岩佐博人, 中津史, 笠置泰史, 岡田元宏, 峯清一郎, 金井数明, 大野博司, 兼子直

    てんかん治療研究振興財団研究年報   15 ( 15 )   31 - 38   2003年11月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:てんかん治療研究振興財団  

    :アダプター複合体(AP)はシナプス小胞の生合成を担う機能蚤白質であるが,そのサブタイプのひとつであるAP・3Bは神経系に特異的な分布を示す。てんかんの分子基盤におけるAP13Bの役割を検討するため,μ3B遺伝子ノックアウトマウス(μ3BKO)を用い,キンドリングによる行動学的,脳波学的解析を行った。μ3BKOではキンドリング完成までの期間の著明な短縮,および後発射持続時間の延長が認められた。キンドリングによって誘発された発作型は,無動状態と引き続く全般性強直間代発作であった。また,後発射の相関次元およおよび高次スペクトル解析の結果から.きわめて複雑かつランダムな神経活動の発現と,神経回路網における相互作用の消失が引き蒔こされていることが予想された。以上より,μ3BKOのけいれん準備性の著明な先進はキンドリングによって獲得されたものでなく,geneticな因子等によって内在的に惹起されている神経機能不全に帰因する可能性が推察された。

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  • Function of epithelia-specific AP-1B complexes

    Sugimoto H., Shioda N., Mitsunari T., Nakatsu F., Kakiuchi M., Watanabe M., Nakamura N., Fölish H., Mellman I., Asano M., Ohno H.

    Cancer Research Institute report   2000   68 - 68   2003年3月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:金沢大学がん研究所  

    CiNii Article

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  • 神経系特異的AP-3B複合体・μ3B遺伝子欠損マウスに見られるてんかん様けいれん発症機構の解析

    中津 史, 岡田 元宏, 岩佐 博人, Zhu Gang, 笠置 泰史, 森 文秋, 神谷 温之, 原田 彰宏, 下山 一郎, 若林 孝一, 真鍋 俊也, 兼子 直, 湯浅 茂樹, 齊藤 隆, 大野 博司

    てんかん研究   21 ( 1 )   37 - 37   2003年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本てんかん学会  

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  • 新規てんかんモデル・μ3Bノックアウトマウスの海馬モノアミン及びアセチルコリン遊離機構の解析

    朱 剛, 岡田 元宏, 吉田 淑子, 中津 史, 金井 数明, 岩佐 博人, 大野 博司, 兼子 直

    てんかん研究   21 ( 1 )   83 - 83   2003年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本てんかん学会  

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  • μ3Bノックアウトマウスのてんかん原性に関する行動学的・脳波学的解析

    笠置 泰史, 岩佐 博人, 中津 史, 岡田 元宏, 朱 剛, 峯 清一郎, 大野 博司, 兼子 直

    てんかん研究   21 ( 1 )   37 - 37   2003年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本てんかん学会  

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  • NS-2 側頭葉てんかんの分子病態としての"アダプター蛋白複合体機能低下・temporoammonic pathway 機能亢進"仮説

    朱 剛, 岡田 元宏, 森 文秋, 中津 史, 吉田 淑子, 若林 孝一, 兼子 直, 大野 博司

    日本てんかん学会プログラム・予稿集   ( 37 )   2003年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本てんかん学会  

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  • 神経系特異的AP‐3B複合体・μ3B遺伝子欠損マウスの作成・解析

    中津史, 岡田元宏, 神谷温之, 原田彰宏, 若林孝一, 笠置泰史, 湯浅茂樹, 斉藤隆, 大野博司

    日本神経科学大会プログラム・抄録集   25th   192   2002年7月

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    記述言語:日本語  

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  • てんかんにおける神経情報伝達の分子生物学 発現蛋白の機能的解析を中心に てんかんの新たな分子基盤としてのアダプター複合体の意義について μ3B遺伝子ノックアウトマウスのてんかん原性に関する研究

    岩佐 博人, 岡田 元宏, 兼子 直, 中津 史, 大野 博司, 笠置 泰史, 峯 清一郎

    てんかん研究   20 ( 1 )   49 - 49   2002年2月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本てんかん学会  

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  • IV D7 Reciprocal release profile between hippocampal monoamines and acetylcholine releases in a novel spontaneous epilepsy model, mu3B deficient mice :

    Zhu Gang, Okada Motohiro, Yoshida Shukuko, Nakatsu Fubito, Kanai Kazuaki, Iwasa Hiroto, Ohno Hiroshi, Kaneko Sunao

    日本てんかん学会プログラム・予稿集   ( 36 )   263 - 263   2002年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:日本てんかん学会  

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  • NS-5 Behavioral and electroencephalographical analysis of epileptogenesis in μ3B knockout mouse :

    Kasagi Yasufumi, Iwasa Hiroto, Nakatsu Fubito, Okada Motohiro, Nhu Gang, Ohno Hiroshi, Kaneko Sunao

    日本てんかん学会プログラム・予稿集   ( 36 )   113 - 114   2002年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:日本てんかん学会  

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  • Establishment of neuron-specific mu 3B-deficient mice

    F Nakatsu, S Yuasa, H Iwasa, H Kamiya, A Harada, T Manabe, T Saito, H Ohno

    MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL   12   377A - 377A   2001年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:AMER SOC CELL BIOLOGY  

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  • The role of ubiquitination in endocytosis and lysosomal degradation in higher eukaryotes

    N Tanaka, F Nakatsu, A Yamamoto, L Zhong, N Nakamura, H Ohno

    MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL   12   483A - 484A   2001年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)   出版者・発行元:AMER SOC CELL BIOLOGY  

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  • 細胞膜蛋白質のユビキチン化による内在化・脱感作制御機構の解析

    大野 博司, 田中 直孝, 山本 章嗣, 中津 史, 鐘 利, 中村 暢宏

    日本薬理学雑誌   118 ( 4 )   33P - 33P   2001年10月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(公社)日本薬理学会  

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  • 神経系特異的AP-3B複合体・μ3B遺伝子欠損マウスの作成・解析

    中津 史, 湯浅 茂樹, 岩佐 博人, 神谷 温之, 真鍋 俊也, 齊藤 隆, 大野 博司

    日本細胞生物学会大会講演要旨集   54回   96 - 96   2001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  

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  • A-1 てんかんの新たな分子基盤としてのアダプター複合体の意義について : μ3B遺伝子ノックアウトマウスのてんかん原性に関する研究

    岩佐 博人, 中津 史, 笠置 泰史, 岡田 元宏, 峯 清一郎, 大野 博司, 兼子 直

    日本てんかん学会プログラム・予稿集   ( 35 )   2001年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本てんかん学会  

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共同研究・競争的資金等の研究

  • メンブレンコンタクトを介した新規・細胞膜分解制御機構とその生理機能

    研究課題/領域番号:22H04641

    2022年4月 - 2024年3月

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:新学術領域研究(研究領域提案型)

    提供機関:日本学術振興会

    中津 史

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    配分額:6240000円 ( 直接経費:4800000円 、 間接経費:1440000円 )

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  • 新規ストレス応答メカニズムに基づく炎症性腸疾患分子標的薬の探索

    研究課題/領域番号:21K19523

    2021年7月 - 2023年3月

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:挑戦的研究(萌芽)

    提供機関:日本学術振興会

    中津 史

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    配分額:6500000円 ( 直接経費:5000000円 、 間接経費:1500000円 )

    炎症性腸疾患 (Inflammatory bowel disease: IBD)は、腸管において慢性的な炎症が起こる難治性疾患で、その病因や詳細な発症メカニズムについては依然不明である。したがって新規治療薬の開発は急務であることから、本研究では、最近我々が見いだした新規ストレス応答メカニズムに基づいて、炎症性腸疾患の分子標的薬を探索することを目的とした。
    今年度は、研究計画に沿って分子標的薬の探索のためのスクリーニング評価系の構築を行った。ストレス応答経路の活性化レポーターにルシフェラーゼ遺伝子産物を融合した評価レポーターとして、ルシフェラーゼの位置、リンカーの長さを変えたものを多種類設計した。このとき、評価レポーターとしての活性が失われないよう留意して設計を行った。そして、これらのレポーター候補群を培養細胞に導入し、その発現量、局在、毒性、などについて評価した。さらに、その活性を化学発光により定量評価した。これらの評価に基づいて、スクリーニングに用いる評価レポーターの組み合わせを決定した。現在は、候補となる評価レポーターの発光強度をさらに高めるために、主にリンカーの改変や発現システムの変更・改変などを行うことで、現時点での候補レポーターにさらなる改良を加えている。これにより、スクリーニングの感度を最適化することが可能となり、次年度に予定している実際のスクリーニングによる候補化合物の取得の確率を高めることが可能となる。

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  • 細胞膜脂質オーガナイザーとしてのPI-4キナーゼ複合体の機能とその破綻

    研究課題/領域番号:21H02694

    2021年4月 - 2024年3月

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:基盤研究(B)

    提供機関:日本学術振興会

    中津 史

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    配分額:17160000円 ( 直接経費:13200000円 、 間接経費:3960000円 )

    今年度はまずphosphatidylinositol 4-kinase type III alpha (PI4K3a)複合体による細胞膜脂質制御機構について解析を行った。細胞膜イノシトールリン脂質に依存して細胞膜の脂質輸送を制御する分子についてのスクリーニングを行い、その候補分子群を得た。そこで、これらの候補分子について、GFP融合タンパク質として培養細胞に一過性に発現させてその局在を解析したところ、小胞体と細胞膜間のメンブレンコンタクトに局在することが判明した。その局在の分子メカニズムを探るため、種々の変異体を作成しその局在を検討することで、小胞体―細胞膜コンタクトへの局在に必須に領域の絞り込みを行った。また、阻害剤などを用いて細胞膜脂質の合成を阻害し、局在変化を解析した。さらに、ラパマイシンを用いたFKBP-FRBヘテロ2量体化システムを利用して、特定の細胞膜脂質を急速に分解した時の局在についても解析を行った。これらの解析から、小胞体―細胞膜コンタクトに局在する候補分子群の局在化メカニズムに関する知見を得た。また、候補分子群が輸送する脂質の同定に着手した。脂質を結合することが予想されるドメインを動物細胞に発現させ、組換えタンパク質の精製を試みた。現在、スケールを増やして目的のタンパク質の大量精製を行っているところである。さらに、これら候補分子群による脂質輸送についての解析にも着手した。まず前述と同様に脂質輸送を担うと予想されるドメインの組換えタンパク質を大腸菌から精製した。ゲルろ過カラムを用いて単量体を精製可能であることが確認された。現在、スケールを増やして精製を試みている。これらの組換えタンパク質精製が完了したのち、輸送する脂質種の同定、およびin vitroでの脂質輸送アッセイを行う予定である。

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  • クライオ電子線トモグラフィーによる脂質交換輸送ゾーンの形態・機能解析

    研究課題/領域番号:20KK0159

    2020年10月 - 2023年3月

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

    提供機関:日本学術振興会

    中津 史, 河嵜 麻実, 高杉 俊之

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    配分額:18720000円 ( 直接経費:14400000円 、 間接経費:4320000円 )

    小胞体と細胞膜が接する膜接触部位では2つの異なる脂質が交換されており、脂質交換輸送ゾーンとして機能していることがわかってきた。本研究では、クライオ電子トモグラフィーを用いた形態学的アプローチにより、脂質交換輸送ゾーンの三次元超微細構造の解明を目指している。
    今年度はまず、小胞体と細胞膜の膜接触部位に局在する分子群や、細胞膜および小胞体を含むオルガネラのマーカーとなる分子群の安定発現細胞株の樹立を行った。安定発現用のプラスミドベクターを構築し、これを各種培養細胞に遺伝子導入したのち、薬剤選択を行った。そしてセルソーターを用いてGFPの蛍光強度をもとに最適な発現レベルの細胞群を回収した。そして共焦点顕微鏡観察を用いて、安定的に発現させた目的の分子群について、その発現レベルと局在を詳細に解析して確認したのちに細胞株とした。さらに、クローン化が必要な細胞については、限界希釈法によりクローン化を行い、安定発現細胞クローンとして樹立した。加えて、小胞体と細胞膜の膜接触部位に局在する分子群について遺伝子欠損細胞株の作成にも着手している。続いて、樹立した細胞株を用いてライブイメージング解析を行い、膜接触部位に局在する分子群の局在や動態、また各オルガネラマーカーとの共局在や動的な連携などに関する知見を得た。また、小胞体と細胞膜の膜接触部位を急速に形成誘導するシステムを用いて、イノシトールリン脂質種や他のリン脂質の分布や動態を詳細に解析した。超微細構造の解析に関しては、本来であればクライオ電子顕微鏡解析へ移行する予定であったが、海外渡航規制のために次年度へ持ち越さなければならない状況となった。そこで今年度は通常の電子顕微鏡観察により微細構造の解析に着手した。パラホルムアルデヒドとグルタルアルデヒドの混合液を用いて化学固定を行い、その後は定法にしたがって電子顕微鏡解析のためのサンプル調整を行った。

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  • 脂質交換輸送ゾーンの形成機構と生理機能の解明

    研究課題/領域番号:20H04901

    2020年4月 - 2022年3月

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:新学術領域研究(研究領域提案型)

    提供機関:日本学術振興会

    中津 史

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    配分額:7280000円 ( 直接経費:5600000円 、 間接経費:1680000円 )

    前年度に引き続き小胞体とエンドソーム間に形成されるメンブレンコンタクトに着目して解析を進めた。小胞体―エンドソームコンタクトに局在するオキシステロール結合タンパク質群による脂質交換輸送機構の解析を行った。まず、リガンドとなる脂質種を決定するため、動物細胞から脂質輸送ドメインを精製し、これを質量分析により解析したところ、PI4Pとホスファチジルセリンがリガンドとなることを見出した。そこでin vitroにおける脂質輸送能をリポソームを用いた脂質輸送アッセイ系により詳細に検討したところ、PI4Pとホスファチジルセリンを交換輸送する活性を有することが判明した。そこで、培養細胞における脂質輸送能とその生理機能を検討した。ラパマイシンによるFKBP-FRBシステムを用いて急速に小胞体―エンドソームコンタクト形成を誘導すると、エンドソームのPI4Pレベルが減少し、ホスファチジルセリンは逆に増加したことから、小胞体―エンドソームコンタクトにおいてオキシステロール結合タンパク質は脂質を交換輸送する活性を有することが判明した。ノックアウト細胞を用いたさらなる解析から、オキシステロール結合タンパク質群の機能喪失は確かにエンドソームにおけるPI4Pおよびホスファチジルセリンレベルに異常をきたすこと、これによりホスファチジルセリン依存的にエンドソームに局在するタンパク質の局在が損なわれること、そしてその結果、エンドソーム膜の分裂が遅延し、エンドソームからトランスゴルジ網への逆行輸送が正常に機能しないことなどが判明した。

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  • 成長円錐の膜動態を支えるイノシトールリン脂質制御分子群の統合的機能解析

    研究課題/領域番号:19K05947

    2019年4月 - 2022年3月

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:基盤研究(C)

    提供機関:日本学術振興会

    河嵜 麻実, 五十嵐 道弘, 中津 史, 武内 恒成

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

    成長円錐とは、神経軸索先端に形成される運動性の高い構造体で、細胞膜伸展と細胞骨格形成を繰り返すことで軸索を伸ばす役割を担う。これまでに研究代表者は、成長円錐のリン酸化プロテオーム解析から小胞体と細胞膜の接触部位(メンブレンコンタクトサイト)において脂質交換輸送を担うNir2およびVAPBや、細胞膜PI4P合成酵素PI4KIIIαなどの細胞膜イノシトールリン脂質制御分子が顕著にリン酸化されていることを見出している。本研究では、メンブレンコンタクトサイトにおけるイノシトールリン脂質制御酵素による神経成長制御機構を明らかにするため、次の2課題に取り組む。
    (1)PI4KIIIαの細胞膜局在機構におけるリン酸化の機能解明
    (2) 成長円錐におけるNir2-VAPによるPI/PA交換輸送制御機構の解明
    本年度研究代表者は、神経成長過程におけるPI4KIIIαの機能を調べるため、まず神経細胞膜PI4Pの分布を、PI4P抗体及びPI4Pプローブを用いて解析した。細胞膜PI4Pは神経細胞の中でも特に成長円錐膜に濃縮していることが明らかとなった。この結果は、成長円錐機能においてPI4Pの合成が促進されていることを強く示唆していた。また研究代表者は、チューブ状の小胞体が成長円錐膜とメンブンレンコンタクトサイトを形成していることを明らかにした。この結果から、Nir2-VAPが成長円錐膜と小胞体間で脂質を交換輸送している可能性が強く示唆された。

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  • 成長円錐のプロテオミクスで同定された分子の超解像観察による神経成長の包括的解析

    研究課題/領域番号:18H04013

    2018年4月 - 2021年3月

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:基盤研究(A)

    提供機関:日本学術振興会

    五十嵐 道弘, 武内 恒成, 中津 史

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    配分額:44720000円 ( 直接経費:34400000円 、 間接経費:10320000円 )

    1) 成長円錐のリン酸化プロテオミクス:主要な高頻度リン酸化部位を同定し、MAPKファミリーのJNKに依存してリン酸化されることを証明した。またこれらの主要部位(GAP-43のS96, T172, S142; MAP1BのS25, S1201)のリン酸化特異抗体は、培養神経細胞の成長円錐、in vivoの発生期の伸長軸索、再生軸索を認識する分子マーカーとしての意義を確立した。
    2) 超解像度顕微鏡による解析:成長円錐フィロポディアは、Z軸方向にも分布することを見出した。またcoactosyn-likeは、フィロポディアのアクチン繊維に密接に局在が関係することを見出した。

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  • PI(4)P依存的な小胞体-細胞膜接触部位による細胞運動制御機構の解明

    研究課題/領域番号:18H02400

    2018年4月 - 2021年3月

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:基盤研究(B)

    提供機関:日本学術振興会

    中津 史

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    配分額:17550000円 ( 直接経費:13500000円 、 間接経費:4050000円 )

    近年、オルガネラは互いに近接して“膜接触部位”を形成し、直接物質や情報をやり取りすることで細胞機能を維持していることがわかってきた。特に膜接触部位では脂質の輸送が制御されているが、その機能については不明な点が多く残されている。本研究から、小胞体と細胞膜、及び小胞体とエンドソームの間に形成される新たな膜接触部位の制御と機能が明らかになり、膜接触部位を介した脂質交換輸送の生理的役割の解明が期待される。

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  • 小胞体-細胞膜接触ゾーンの形成機構と脂質制御を介した生理機能の解明

    研究課題/領域番号:18H04859

    2018年4月 - 2020年3月

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:新学術領域研究(研究領域提案型)

    提供機関:日本学術振興会

    中津 史

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    配分額:7540000円 ( 直接経費:5800000円 、 間接経費:1740000円 )

    本研究では、オルガネラ膜同士、もしくはオルガネラ膜と細胞膜が形成する「membrane contact site(膜接触部位)」と呼ばれるある特定の「ゾーン」を、膜接触ゾーンと定義し、小胞体―細胞膜接触ゾーンの形成機構と脂質制御を介した生理機能の解明を目指している。
    本年度は、小胞体―細胞膜接触ゾーンにおける脂質輸送の解析を中心に行った。培養細胞において脂質の交換輸送を検証する方法の一つとして、ラパマイシンによるFKBP-FRB二量体化形成法を利用する方法がある。このケミカルバイオロジー手法では、オキシステロール結合タンパク質ファミリータンパク質のPHドメインをFKBPに置換することで、ラパマイシン添加により急速に膜接触ゾーンの形成を誘導することが可能になる。このときの細胞膜における脂質の動態をイメージング解析することで、小胞体―細胞膜接触ゾーンを介した脂質の輸送を可視化することができる。この手法を用いて、今回ターゲットとするオキシステロール結合タンパク質による小胞体―細胞膜接ゾーンを形成誘導したところ、細胞膜のPI4P減少が確認された。この減少は、脂質輸送ドメイン内のPI4P結合配列に変異を持つ変異体では見られなかったことから、たしかに小胞体―細胞膜接ゾーンを介してPI4Pが輸送されていることが示唆された。このときPIP2マーカーの動態を観察したところ、大きな変化が見られなかったことから、本輸送のPI4P特異性も確認された。また、昨年度の条件検討をもとに電子顕微鏡解析による小胞体―細胞膜接触ゾーンの解析を行い、その構造を捉えることに成功した。

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  • オルガネラ間脂質交換輸送の再構成

    研究課題/領域番号:17KT0015

    2017年7月 - 2021年3月

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:基盤研究(B)

    提供機関:日本学術振興会

    中津 史, 三間 穣治

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    配分額:18590000円 ( 直接経費:14300000円 、 間接経費:4290000円 )

    オルガネラや細胞膜は、小胞体に近接して「膜接触部位」を形成する。膜接触部位では、脂質輸送タンパク質群を介して脂質が輸送されていることが分かりつつあるが、その制御機構には不明な点が多い。本研究では、構成的手法により脂質輸送タンパク質による脂質輸送を試験管内で再構成することで、その定量的な理解を目指した。人工脂質二重膜(リポソーム)と精製タンパク質を混合し、リポソーム間の脂質輸送を定量評価する系を確立した。一連の解析から、オキシステロール結合タンパク質群によるイノシトールリン脂質PI4Pとホスファチジルセリンの交換輸送のキネティクスが明らかになった。

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  • オルガネラ間脂質輸送を介した細胞内脂質クオリティ・ホメオスタシス機構の解明

    研究課題/領域番号:16H01356

    2016年4月 - 2018年3月

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:新学術領域研究(研究領域提案型)

    提供機関:日本学術振興会

    中津 史

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    配分額:9620000円 ( 直接経費:7400000円 、 間接経費:2220000円 )

    細胞膜やオルガネラ膜などの生体膜には、様々なクオリティを持った脂質が独自の特異性にしたがって局在する。このヘテロな脂質クオリティの分布はそれぞれの生体膜に固有の特性や機能を付与し、これによって細胞は様々な生理機能を発揮することが可能となると考えられる。したがって、「脂質クオリティのヘテロな細胞内分布」制御は極めて重要であるが、そのメカニズムは不明である。神経細胞は、軸索を伸長することでターゲットとなる細胞とシナプスを形成する。その軸索成長・伸長過程は極めてダイナミックな現象であることから、脂質クオリティ制御機構の解析において有用なモデルとなると考えられる。そこで、神経細胞の成長を司る軸索先端領域である成長円錐の脂質クオリティを明らかにするために、ラット胎児脳から生化学的に調整した成長円錐膜画分を用いて質量分析による脂質クオリティ解析を試みたところ、イノシトールリン脂質において成長円錐膜画分に顕著に濃縮されている脂質クオリティを見いだした。また、ラット胎児脳の成長円錐膜画分プロテオーム解析から得られた分子群のうち、極長鎖脂肪酸合成に関与する酵素に着目し種々の生化学的・細胞生物学的解析を行ったところ、極長鎖脂肪酸合成酵素は伸長する神経細胞の成長円錐において小胞体に局在し、伸長に伴い極めてダイナミックな挙動を示すことが判明した。さらに、極長鎖脂肪酸合成酵素のノックアウトマウスは胎生致死であることも判明した。

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  • 細胞膜PI4P制御機構とその生理的役割の解明

    研究課題/領域番号:15K07042

    2015年4月 - 2018年3月

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:基盤研究(C)

    提供機関:日本学術振興会

    中津 史

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    配分額:5200000円 ( 直接経費:4000000円 、 間接経費:1200000円 )

    イノシトールリン脂質PI4Pは、細胞膜に豊富に存在するが、その合成機構や生理機能の詳細は明らかではなかった。そこで培養細胞を用いて詳細に解析したところ、PI4P合成酵素であるPI4KIIIαは、種々の細胞においてTMEM150A等と複合体を形成して細胞膜に局在することが明らかになった。また、細胞膜PI4Pは、オキシステロール結合タンパク質ファミリーORP5およびORP8を細胞膜にリクルートし、小胞体―細胞膜接触部位形成を制御する機能を有することが判明した。

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  • 神経系特異的AP-3B複合体による細胞内輸送系の解明

    研究課題/領域番号:17700360

    2005年 - 2006年

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:若手研究(B)

    提供機関:日本学術振興会

    中津 史

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    配分額:3600000円 ( 直接経費:3600000円 )

    1 AP-3Bのcargo候補分子1;VGATの細胞内局在に関する研究
    μ3BKOマウスではGABAの放出が顕著に低下していたことから、μ3BはSVに局在する小胞型GABA輸送体(VGAT)の輸送・局在を制御している可能性が考えられた。そこで、このVGATがμ3Bのcargoである可能性を検討した。VGATのアミノ酸配列を調べたところ、細胞質領域にジ-ロイシン(LL)・シグナル様の配列を見いだした。VGATのキメラ蛋白、及びHAタグを導入したVGATの一過性発現による解析から、このVGATのLLシグナルはエンドサイトーシス・シグナルとして機能することが判明した。またPC12細胞を用いた免疫蛍光染色から、VGATとAP-3はvesicle様構造に共局在することも判明した。さらに、VGATにN末端側細胞質領域には、C末端側のLLシグナルとは別の細胞内局在を規定する領域が存在し、別々の機構により細胞内局在が制御されていることがわかった。
    2 AP-3Bのcargo候補分子2;Nischarinに関する研究
    μ3Bをbaitにした酵母2ハイブリッド法により、新たにNischarinを単離した。HeLa細胞を用いたHA-Nischarinの一過性発現による生化学的解析により、AP-3がHA-Nischarinと共沈したことから、細胞内においても両者の相互作用が確認された。また、HA-Nischarinを強制発現した細胞では、CD63の細胞内局在に異常が見られたことから、AP-3の輸送系にNischarinは重要な役割を担っていることが明らかになった。NischarinはN末端にPXドメインを有し、それに続くcoiled-coli領域を介してエンドソームに局在することが判明していることから、NischarinはAP-3のエンドソーム膜へのリクルートにも関与している可能性が示唆された。

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  • 機能性精神疾患のtwo hiy model仮説の構築

    研究課題/領域番号:17025004

    2005年

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:特定領域研究

    提供機関:日本学術振興会

    兼子 直, 岡田 元宏, 上野 伸哉, 若林 孝一, 中津 史

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    配分額:4600000円 ( 直接経費:4600000円 )

    常染色体優性夜間前頭葉てんかん(ADNFLE)の責任遺伝子(S284L)を導入した遺伝子改変モデル動物(S284L-Tg)の行動・情報伝達系機能の特性を解析した。脳波及びビデオの同時モニタリングでS284L-TgがヒトADNFLEと同様に睡眠中に前頭葉を焦点とするnocturnal paroxysmal dystonia, nocturnal paroxysmal arousal, epileptic wanderingの3種類の自発痙攣を示すことを確認した。このヒトADNFLE相当する自発痙攣を有するS284L-Tgのヒトてんかんモデル動物として有用性を検証するために、各種スクリーニングによるS284L-Tgとwild-typeの比較を試みた。rota-rod test, traction-meterでは有意な差は認められなかった。自発性痙攣を有するにも拘わらず、GABA受容体阻害薬ペチレンテトラゾール(PTZ)誘発試験に対する感受性もS284L-Tgとwild-typeで有意な差はなかった。さらにニコチン誘発試験ではS284L-Tgはwild-typeと比較して、発作発現時間には差はなかったが,S284L-Tgのニコチンに対する感受性がwild-typeと比較して低かった。このフェノタイプの機序解明を目的に、サーカディアンリズムと神経伝達物質遊離をマイクロダイアリーシスで検証したところ、覚醒から睡眠に移行する段階でのGABA遊離の変異は認めなかったが、グルタミン酸の遊離はS284L-Tgで相対的機能亢進を認めた。前頭葉スライスパッチクランプを用いた解析では、S284L-Tgはグルタミン酸系には影響せず、GABA系伝達機能への亢進効果が欠如していた。この機能欠損はシナップスを介した伝達(synaptic)だけではなくシナップス外伝達(extrasynaptic)にも及んでいた。

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  • 輸送小胞形成・積み荷蛋白質選別の分子機構とその高次機能における役割

    研究課題/領域番号:15079203

    2003年 - 2007年

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:特定領域研究

    提供機関:日本学術振興会

    大野 博司, 長谷 耕二, 中津 史

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    配分額:147200000円 ( 直接経費:147200000円 )

    上皮細胞特異的に発現し、側基底面細胞膜への膜蛋白質の極性輸送を担うクラスリンアダプター複合体,AP-1B複合体の個体レベルでの役割を明らかにする目的で、AP-1Bのサブユニットμ1Bの遺伝子欠損マウスの解析を行った。μ1B欠損マウスは成長障害が認められ、ほとんどは3ヶ月以内に死亡した。組織学的検討の結果、腸管上皮の過形成が認められた。免疫組織染色の結果、μ1B依存的に側基底面細胞膜に局在するLDL受容体がμ1B欠損マウスでは管腔側細胞膜にも存在しており、また本来管腔側細胞膜のみに局在するsucraseやvillinが側基底面細胞膜にも局在していた。電顕による観察でも本来管腔側のみに見られる微絨毛が側基底面細胞膜に異所性に認められた。これらの結果は、AP-1Bが個体レベルでも上皮細胞における極性輸送制御に重要であることを示唆している。
    μ1B欠損マウスでは腸管粘膜上皮の過形成が見られたことからKi67陽性の増殖細胞の分布を調べたところ、野生型では幹細胞が存在するクリプト底部にのみ見られるのに対し、μ1B欠損マウスではクリプトから絨毛部にかけて広く分布していた。EGF受容体ファミリーのErbB2/ErbB3ヘテロ2量体はEGF増殖シグナルを伝達するが、分化した上皮細胞では、ErbB3は管腔側に、ErbB2はAP-1Bにより側基底面細胞膜に分かれて局在するため増殖シグナルは伝達されない。しかしμ1B欠損マウスにおいてはErbB2が管腔側にも局在するため異常な増殖シグナル伝達が起こることが示唆された。さらに、μ1B欠損マウスではβ-cateninの核移行も亢進していた。β-cateninは上皮細胞のクリプトー絨毛軸における移動を制御するEphB2の転写も制御することから、β-cateninの核移行亢進がμ1B欠損マウスにおける増殖細胞の異常分布に寄与している可能性が示唆された。

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  • 神経系特異的AP-3B複合体・μ3Bサブユニットによる細胞内輸送機構の解析

    研究課題/領域番号:15700299

    2003年 - 2004年

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:若手研究(B)

    提供機関:日本学術振興会

    中津 史

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    配分額:3400000円 ( 直接経費:3400000円 )

    μ3Bに結合するcargo候補分子としては、前年度に引き続き行っていたyeast two-hybrid解析、及びμ3B KOマウスの解析から、小胞型亜鉛トランスポーターZnT3と小胞型GABAトランスポーターVGATに焦点を絞り、解析を行った。
    ZnT3のC末端側、もしくはN末端側細胞質領域を、Tac(IL2受容体α鎖)及びインバリアント鎖(Ii)に繋いだキメラ蛋白質を作成し、これらをPC12細胞に発現させ、それらの局在を詳細に調べたところ、それぞれの領域にはエンドソーム、及びシナプス様小胞(SLMV)に局在するシグナルが存在することがわかった。そこで種々の変異体を用いて詳細に解析を行ったところ、それぞれの領域には異なる細胞内局在を規定するジーロイシン・シグナルが存在することが判明した。特にC末端側細胞質領域は、トランスゴルジ・ネットワーク(TGN)から細胞膜を経由せず直接エンドソーム/SLMVへの輸送を担っている事も明らかになった。そこで、ZnT3とμ3サブユニットの直接の相互作用を検討するために、GST-ZnT3蛋白質、及び精製μ3A及びμ3B蛋白質を用いてSPR解析を行った1ところ、非常にわずかではあるが特異的な結合が検出された。これらのことからAP-3A/Bは、ZnT3のC末端側細胞質領域に結合し、TGNから直接エンドソーム/SLMVへの輸送に関与する可能性が考えられる。
    VGATに関してもZnT3と同様なキメラ蛋白を用いて解析を行ったところ、N末側、及びC末側に細胞内局在を規定するシグナルの存在を確認した。特にC末側にはジーロイシン様シグナルが存在し、VGATのエンドサイトーシス、及び細胞内局在に関与する事が明らかになった。

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