多留 偉功 (タル ヒデノリ)

薬学研究院 創薬科学研究教育センター准教授

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士(薬学), 東京大学
■ URL
researchmap URL■ ID 各種
研究者番号
  • 30533731
ORCID IDJ-Global ID■ 研究キーワード・分野
研究キーワード
  • 老化
  • 神経変性疾患
  • 線虫
  • C. elegans
  • シナプス
  • 神経
研究分野
  • ライフサイエンス, 発生生物学
  • ライフサイエンス, 細胞生物学
  • ライフサイエンス, 神経科学一般
  • ライフサイエンス, 薬系衛生、生物化学
■ 担当教育組織

経歴

■ 経歴
経歴
  • 2015年04月 - 現在
    北海道大学, 大学院薬学研究院, 准教授
  • 2013年04月 - 2015年03月
    北海道大学, 大学院薬学研究院, 講師
  • 2008年10月 - 2013年03月
    北海道大学, 創成研究機構, 特任助教
  • 2008年04月 - 2008年09月
    カリフォルニア大学サンディエゴ校, アシスタントスペシャリスト
  • 2007年01月 - 2008年03月
    カリフォルニア大学サンディエゴ校, 博士研究員
  • 2005年04月 - 2007年03月
    日本学術振興会海外特別研究員
  • 2004年04月 - 2006年12月
    カリフォルニア大学サンタクルーズ校, 博士研究員
  • 2002年04月 - 2004年03月
    北海道大学, 薬学研究科, 博士研究員
学歴
  • 2002年03月, 東京大学, 大学院薬学系研究科
  • 1997年03月, 東京大学, 薬学部, 薬学科
委員歴
  • 2013年09月 - 2023年12月
    米国生化学分子生物学会, Journal of Biological Chemistry誌 編集委員, 学協会
  • 2013年07月 - 2016年02月
    日本薬学会北海道支部, 幹事, 学協会

研究活動情報

■ 論文
  • Suppression of the amyloidogenic metabolism of APP and the accumulation of Aβ by alcadein α in the brain during aging.
    Keiko Honda; Hiroo Takahashi; Saori Hata; Ruriko Abe; Takashi Saito; Takaomi C Saido; Hidenori Taru; Yuriko Sobu; Kanae Ando; Tohru Yamamoto; Toshiharu Suzuki
    Scientific reports, 14, 1, 18471, 18471, 2024年08月09日, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Generation and accumulation of amyloid-β (Aβ) protein in the brain are the primary causes of Alzheimer's disease (AD). Alcadeins (Alcs composed of Alcα, Alcβ and Alcγ family) are a neuronal membrane protein that is subject to proteolytic processing, as is Aβ protein precursor (APP), by APP secretases. Previous observations suggest that Alcs are involved in the pathophysiology of Alzheimer's disease (AD). Here, we generated new mouse AppNL-F (APP-KI) lines with either Alcα- or Alcβ-deficient background and analyzed APP processing and Aβ accumulation through the aging process. The Alcα-deficient APP-KI (APP-KI/Alcα-KO) mice enhanced brain Aβ accumulation along with increased amyloidogenic β-site cleavage of APP through the aging process whereas Alcβ-deficient APP-KI (APP-KI/Alcβ-KO) mice neither affected APP metabolism nor Aβ accumulation at any age. More colocalization of APP and BACE1 was observed in the endolysosomal pathway in neurons of APP-KI/Alcα-KO mice compared to APP-KI and APP-KI/Alcβ-KO mice. These results indicate that Alcα plays an important role in the neuroprotective function by suppressing the amyloidogenic cleavage of APP by BACE1 in the brain, which is distinct from the neuroprotective function of Alcβ, in which p3-Alcβ peptides derived from Alcβ restores the viability in neurons impaired by toxic Aβ.
  • Axonal transport of Frizzled5 by Alcadein α-containing vesicles is associated with kinesin-1.
    Yuzuha Shiraki; Monet Mitsuma; Ritsuko Takada; Saori Hata; Akira Kitamura; Shinji Takada; Masataka Kinjo; Hidenori Taru; Ulrike C Müller; Tohru Yamamoto; Yuriko Sobu; Toshiharu Suzuki
    Molecular biology of the cell, 34, 11, ar110, 2023年10月01日, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Alcadein α (Alcα) and amyloid-β protein precursor (APP) are cargo receptors that associate vesicles with kinesin-1. These vesicles, which contain either Alcα or APP, transport various proteins/cargo molecules into axon nerve terminals. Here, we analyzed immune-isolated Alcα- and APP-containing vesicles of adult mouse brains with LC-MS/MS and identified proteins present in vesicles that contained either Alcα or APP. Among these proteins, Frizzled-5 (Fzd5), a Wnt receptor, was detected mainly in Alcα vesicles. Although colocalization ratios of Fzd5 with Alcα are low in the neurites of differentiating neurons by a low expression of Fzd5 in embryonic brains, the suppression of Alcα expression decreased the localization of Fzd5 in neurites of primary cultured neurons. Furthermore, Fzd5-EGFP expressed in primary cultured neurons was preferentially transported in axons with the transport velocities of Alcα vesicles. In synaptosomal fractions of adult-mice brains that express higher levels of Fzd5, the amount of Fzd5 and the phosphorylation level of calcium/calmodulin-dependent protein kinase-II were reduced in the Alcα-deficient mice. These results suggest that reduced transport of Fzd5 by Alcα-containing vesicles associated with kinesin-1 in axon terminals may impair the response to Wnt ligands in the noncanonical Ca2+-dependent signal transduction pathway at nerve terminals of mature neurons.
  • Brain p3-Alcβ peptide restores neuronal viability impaired by Alzheimer's amyloid β-peptide.
    Saori Hata; Haruka Saito; Takeharu Kakiuchi; Dai Fukumoto; Shigeyuki Yamamoto; Kensaku Kasuga; Ayano Kimura; Koichi Moteki; Ruriko Abe; Shungo Adachi; Shoich Kinoshita; Kumiko Yoshizawa-Kumagaye; Hideki Nishio; Takashi Saito; Takaomi C Saido; Tohru Yamamoto; Masaki Nishimura; Hidenori Taru; Yuriko Sobu; Hiroyuki Ohba; Shingo Nishiyama; Norihiro Harada; Takeshi Ikeuchi; Hideo Tsukada; Yasuomi Ouchi; Toshiharu Suzuki
    EMBO molecular medicine, 15, 5, e17052, 2023年03月30日, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), We propose a new therapeutic strategy for Alzheimer's disease (AD). Brain peptide p3-Alcβ37 is generated from the neuronal protein alcadein β through cleavage of γ-secretase, similar to the generation of amyloid β (Aβ) derived from Aβ-protein precursor/APP. Neurotoxicity by Aβ oligomers (Aβo) is the prime cause prior to the loss of brain function in AD. We found that p3-Alcβ37 and its shorter peptide p3-Alcβ9-19 enhanced the mitochondrial activity of neurons and protected neurons against Aβo-induced toxicity. This is due to the suppression of the Aβo-mediated excessive Ca2+ influx into neurons by p3-Alcβ. Successful transfer of p3-Alcβ9-19 into the brain following peripheral administration improved the mitochondrial viability in the brain of AD mice model, in which the mitochondrial activity is attenuated by increasing the neurotoxic human Aβ42 burden, as revealed through brain PET imaging to monitor mitochondrial function. Because mitochondrial dysfunction is common in the brain of AD patients alongside increased Aβ and reduced p3-Alcβ37 levels, the administration of p3-Alcβ9-19 may be a promising treatment for restoring, protecting, and promoting brain functions in patients with AD.
  • Accumulation of amyloid-β in the brain of mouse models of Alzheimer's disease is modified by altered gene expression in the presence of human apoE isoforms during aging.
    Keiko Honda; Yuhki Saito; Haruka Saito; Megumi Toyoda; Ruriko Abe; Takashi Saito; Takaomi C Saido; Makoto Michikawa; Hidenori Taru; Yuriko Sobu; Saori Hata; Tadashi Nakaya; Toshiharu Suzuki
    Neurobiology of aging, 123, 63, 74, 2023年03月, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Apolipoprotein E4 (apoE4) is a risk factor for Alzheimer's disease (AD). Here, we investigated brain amyloid-β (Aβ) accumulation throughout the aging process in an amyloid precursor protein (APP) knock-in (KI) mouse model of AD that expresses human APPNL-G-F with or without human apoE4 or apoE3. Brain Aβ42 levels were significantly lower in 9-month-old mice that express human isoforms of apoE than in age-matched APP-KI control mice. Linear accumulation of Aβ42 began in 5-month-old apoE4 mice, and a strong increase in Aβ42 levels was observed in 21-month-old apoE3 mice. Aβ42 levels in cerebroventricular fluid were higher in apoE3 than in apoE4 mice at 6-7 months of age, suggesting that apoE3 is more efficient at clearing Aβ42 than apoE4 at these ages. However, apoE3 protein levels were lower than apoE4 protein levels in the brains of 21-month-old apoE3 and apoE4 mice, respectively, which may explain the rapid increase in brain Aβ42 burden in apoE3 mice. We identified genes that were downregulated in a human apoE-dependent (apoE4 > apoE3) and age-dependent (apoE3 = apoE4) manner, which may regulate brain Aβ burden and/or AD progression. Analysis of gene expression in AD mouse models helps identify molecular mechanisms of pleiotropy by the human APOE gene during aging.
  • Suppression of amyloid-β secretion from neurons by cis-9, trans-11-octadecadienoic acid, an isomer of conjugated linoleic acid.
    Saori Hata; Kuniyuki Kano; Kazunori Kikuchi; Shoichi Kinoshita; Yuriko Sobu; Haruka Saito; Takashi Saito; Takaomi C Saido; Yoshitake Sano; Hidenori Taru; Junken Aoki; Hiroto Komano; Taisuke Tomita; Shunji Natori; Toshiharu Suzuki
    Journal of neurochemistry, 159, 3, 603, 617, 2021年11月, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌), Two common conjugated linoleic acids (LAs), cis-9, trans-11 CLA (c9,t11 CLA) and trans-10, cis-12 CLA (t10,c12 CLA), exert various biological activities. However, the effect of CLA on the generation of neurotoxic amyloid-β (Aβ) protein remains unclear. We found that c9,t11 CLA significantly suppressed the generation of Aβ in mouse neurons. CLA treatment did not affect the level of β-site APP-cleaving enzyme 1 (BACE1), a component of active γ-secretase complex presenilin 1 amino-terminal fragment, or Aβ protein precursor (APP) in cultured neurons. BACE1 and γ-secretase activities were not directly affected by c9,t11 CLA. Localization of BACE1 and APP in early endosomes increased in neurons treated with c9,t11 CLA; concomitantly, the localization of both proteins was reduced in late endosomes, the predominant site of APP cleavage by BACE1. The level of CLA-containing phosphatidylcholine (CLA-PC) increased dramatically in neurons incubated with CLA. Incorporation of phospholipids containing c9,t11 CLA, but not t10,c12 CLA, into the membrane may affect the localization of some membrane-associated proteins in intracellular membrane compartments. Thus, in neurons treated with c9,t11 CLA, reduced colocalization of APP with BACE1 in late endosomes may decrease APP cleavage by BACE1 and subsequent Aβ generation. Our findings suggest that the accumulation of c9,t11 CLA-PC/LPC in neuronal membranes suppresses the production of neurotoxic Aβ in neurons.
  • Enhanced amyloid-β generation by γ-secretase complex in detergent-resistant membrane microdomains with reduced cholesterol levels.
    Hata S; Hu A; Piao Y; Nakaya T; Taru H; Morishima-Kawashima M; Murayama S; Nishimura M; Suzuki T
    Human molecular genetics, 29, 3, 382, 393, 2020年02月01日, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • RIMB-1/RIM-Binding Protein and UNC-10/RIM Redundantly Regulate Presynaptic Localization of the Voltage-Gated Calcium Channel inCaenorhabditis elegans
    Yuto Kushibiki; Toshiharu Suzuki; Yishi Jin; Hidenori Taru
    The Journal of Neuroscience, 2019年10月30日, [査読有り], [責任著者]
    研究論文(学術雑誌)
  • The cytoplasmic region of the amyloid β-protein precursor (APP) is necessary and sufficient for the enhanced fast velocity of APP transport by kinesin-1.
    Tsukamoto M; Chiba K; Sobu Y; Shiraki Y; Okumura Y; Hata S; Kitamura A; Nakaya T; Uchida S; Kinjo M; Taru H; Suzuki T
    FEBS letters, 592, 16, 2716, 2724, 2018年08月, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Phosphorylation of KLC1 modifies interaction with JIP1 and abolishes the enhanced fast velocity of APP transport by kinesin-1.
    Kyoko Chiba; Ko-Yi Chien; Yuriko Sobu; Saori Hata; Shun Kato; Tadashi Nakaya; Yasushi Okada; Angus C Nairn; Masataka Kinjo; Hidenori Taru; Rong Wang; Toshiharu Suzuki
    Molecular biology of the cell, 28, 26, 3857, 3869, 2017年12月15日, [査読有り], [国際共著], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Effects and mechanisms of prolongevity induced by Lactobacillus gasseri SBT2055 in Caenorhabditis elegans.
    Hisako Nakagawa; Takuya Shiozaki; Eiji Kobatake; Tomohiro Hosoya; Tomohiro Moriya; Fumihiko Sakai; Hidenori Taru; Tadaaki Miyazaki
    Aging cell, 15, 2, 227, 36, 2016年04月, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • SYD-1C, UNC-40 (DCC) and SAX-3 (Robo) function interdependently to promote axon guidance by regulating the MIG-2 GTPase.
    Yan Xu; Hidenori Taru; Yishi Jin; Christopher C Quinn
    PLoS genetics, 11, 4, e1005185, 2015年04月, [査読有り], [国際共著], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Cytoplasmic fragment of Alcadein α generated by regulated intramembrane proteolysis enhances amyloid β-protein precursor (APP) transport into the late secretory pathway and facilitates APP cleavage.
    Takei N; Sobu Y; Kimura A; Urano S; Piao Y; Araki Y; Taru H; Yamamoto T; Hata S; Nakaya T; Suzuki T
    The Journal of biological chemistry, 290, 2, 987, 95, 2015年01月09日, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Quantitative analysis of APP axonal transport in neurons: role of JIP1 in enhanced APP anterograde transport.
    Kyoko Chiba; Masahiko Araseki; Keisuke Nozawa; Keiko Furukori; Yoichi Araki; Takahide Matsushima; Tadashi Nakaya; Saori Hata; Yuhki Saito; Seiichi Uchida; Yasushi Okada; Angus C Nairn; Roger J Davis; Tohru Yamamoto; Masataka Kinjo; Hidenori Taru; Toshiharu Suzuki
    Molecular biology of the cell, 25, 22, 3569, 80, 2014年11月05日, [査読有り], [国際共著], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Increased levels of plasma p3-alcα35, a major fragment of Alcadeinα by γ-secretase cleavage, in Alzheimer's disease.
    Omori C; Kaneko M; Nakajima E; Akatsu H; Waragai M; Maeda M; Morishima-Kawashima M; Saito Y; Nakaya T; Taru H; Yamamoto T; Asada T; Hata S; Suzuki T; Japanese Alzheimer’s; Disease Neuroimaging Initiative
    Journal of Alzheimer's disease : JAD, 39, 4, 861, 70, 2014年, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Liprin-α/SYD-2 determines the size of dense projections in presynaptic active zones in C. elegans.
    Kittelmann M; Hegermann J; Goncharov A; Taru H; Ellisman MH; Richmond JE; Jin Y; Eimer S
    The Journal of cell biology, 203, 5, 849, 63, 2013年12月09日, [査読有り], [国際共著], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Mechanism of intramembrane cleavage of alcadeins by γ-secretase.
    Piao Y; Kimura A; Urano S; Saito Y; Taru H; Yamamoto T; Hata S; Suzuki T
    PloS one, 8, 4, e62431, 2013年04月, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • The Liprin homology domain is essential for the homomeric interaction of SYD-2/Liprin-α protein in presynaptic assembly.
    Taru H; Jin Y
    The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience, 31, 45, 16261, 8, 2011年11月09日, [査読有り], [筆頭著者, 責任著者], [国際共著], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Intracellular trafficking of the amyloid β-protein precursor (APP) regulated by novel function of X11-like.
    Saito Y; Akiyama M; Araki Y; Sumioka A; Shiono M; Taru H; Nakaya T; Yamamoto T; Suzuki T
    PloS one, 6, 7, e22108, 2011年, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Increased amyloidogenic processing of transgenic human APP in X11-like deficient mouse brain.
    Maho Kondo; Maki Shiono; Genzo Itoh; Norio Takei; Takahide Matsushima; Masahiro Maeda; Hidenori Taru; Saori Hata; Tohru Yamamoto; Yuhki Saito; Toshiharu Suzuki
    Molecular neurodegeneration, 5, 1, 35, 35, 2010年09月15日, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Phosphorylation of the amino-terminal region of X11L regulates its interaction with APP.
    Megumi Sakuma; Emi Tanaka; Hidenori Taru; Susumu Tomita; Sam Gandy; Angus C Nairn; Tadashi Nakaya; Tohru Yamamoto; Toshiharu Suzuki
    Journal of neurochemistry, 109, 2, 465, 75, 2009年04月, [査読有り], [国際共著], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Regulation of the physiological function and metabolism of AbetaPP by AbetaPP binding proteins.
    Hidenori Taru; Toshiharu Suzuki
    Journal of Alzheimer's disease : JAD, 18, 2, 253, 65, 2009年, [査読有り], [招待有り], [筆頭著者, 責任著者], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • The novel cargo Alcadein induces vesicle association of kinesin-1 motor components and activates axonal transport.
    Yoichi Araki; Takanori Kawano; Hidenori Taru; Yuhki Saito; Sachiyo Wada; Kanako Miyamoto; Hisako Kobayashi; Hiroyuki O Ishikawa; Yu Ohsugi; Tohru Yamamoto; Kenji Matsuno; Masataka Kinjo; Toshiharu Suzuki
    The EMBO journal, 26, 6, 1475, 86, 2007年03月21日, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • SYD-2 Liprin-alpha organizes presynaptic active zone formation through ELKS.
    Ya Dai; Hidenori Taru; Scott L Deken; Brock Grill; Brian Ackley; Michael L Nonet; Yishi Jin
    Nature neuroscience, 9, 12, 1479, 87, 2006年12月, [査読有り], [国際共著], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Suppression of the caspase cleavage of beta-amyloid precursor protein by its cytoplasmic phosphorylation.
    Hidenori Taru; Kazuaki Yoshikawa; Toshiharu Suzuki
    FEBS letters, 567, 2-3, 248, 52, 2004年06月04日, [査読有り], [筆頭著者], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Facilitation of stress-induced phosphorylation of beta-amyloid precursor protein family members by X11-like/Mint2 protein.
    Hidenori Taru; Toshiharu Suzuki
    The Journal of biological chemistry, 279, 20, 21628, 36, 2004年05月14日, [査読有り], [筆頭著者], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Differential roles of JIP scaffold proteins in the modulation of amyloid precursor protein metabolism.
    Hidenori Taru; Yutaka Kirino; Toshiharu Suzuki
    The Journal of biological chemistry, 277, 30, 27567, 74, 2002年07月26日, [査読有り], [筆頭著者], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Expression and characterization of the Drosophila X11-like/Mint protein during neural development.
    Momoko Hase; Yoshimasa Yagi; Hidenori Taru; Susumu Tomita; Akio Sumioka; Kazuya Hori; Kanako Miyamoto; Takeshi Sasamura; Makoto Nakamura; Kenji Matsuno; Toshiharu Suzuki
    Journal of neurochemistry, 81, 6, 1223, 32, 2002年06月, [査読有り], [筆頭著者], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Interaction of Alzheimer's beta -amyloid precursor family proteins with scaffold proteins of the JNK signaling cascade.
    Hidenori Taru; Ko-Ichi Iijima; Momoko Hase; Yutaka Kirino; Yoshimasa Yagi; Toshiharu Suzuki
    The Journal of biological chemistry, 277, 22, 20070, 8, 2002年05月31日, [査読有り], [筆頭著者], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
  • Interaction of a neuron-specific protein containing PDZ domains with Alzheimer's amyloid precursor protein
    Susumu Tomita; Toshinori Ozaki; Hidenori Taru; Shinobu Oguchi; Shizu Takeda; Yoshimasa Yagi; Shigeru Sakiyama; Yutaka Kirino; Toshiharu Suzuki
    Journal of Biological Chemistry, 274, 4, 2243, 2254, 1999年01月22日, [査読有り], [国際誌]
    英語, 研究論文(学術雑誌)
■ その他活動・業績
■ 書籍等出版物
  • タンパク質がわかる
    多留偉功; 中矢正; 鈴木利治, タンパク質の構造変化・代謝異常と神経変性疾患
    羊土社, 2003年, [分担執筆]
■ 主な担当授業
  • 生命科学研究, 2024年, 修士課程, 生命科学院
  • 生命薬学特論, 2024年, 修士課程, 生命科学院
  • 生命科学実習, 2024年, 修士課程, 生命科学院
  • 先端生物科学実験法Ⅱ, 2024年, 学士課程, 薬学部
  • 生命科学論文講読Ⅰ, 2024年, 修士課程, 生命科学院
  • 生理学, 2024年, 学士課程, 薬学部
  • 生命科学論文講読Ⅱ, 2024年, 修士課程, 生命科学院
  • 細胞生物学Ⅱ, 2024年, 学士課程, 薬学部
  • 基礎実習, 2024年, 学士課程, 薬学部
  • 分析化学実習, 2024年, 学士課程, 薬学部
  • 物理化学実習, 2024年, 学士課程, 薬学部
■ 所属学協会
  • 日本生化学会
  • 日本分子生物学会
  • 日本薬学会
  • 米国生化学分子生物学会
  • 北米神経科学会
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • 神経プレシナプス除去のアダプター分子による制御機構と細胞骨格
    科学研究費助成事業
    2023年04月01日 - 2026年03月31日
    多留 偉功
    脳神経系の情報処理機能は、神経細胞間のシナプスと呼ばれる接着構造が適切に形成・維持され、また時に除去されることで実現されている。神経伝達物質の放出を担うプレシナプス(シナプス前部)構造の除去が発生過程あるいは加齢に伴ってどのように制御されているかについては不明な点が多く、その分子機構の理解は神経科学の重要な課題である。代表者らはモデル動物である線虫C. elegansにおいて、微小管の不安定化に起因したプレシナプス異常に関与する二つのアダプター分子を同定した。本研究は神経プレシナプス除去において、これらMAGUKファミリー分子およびLIMドメイン分子がはたす役割とその作用分子機構を明らかにすることを目的とする。さまざまなシナプス異常変異体との遺伝学的相互作用を検討した結果、これらのアダプター分子は微小管不安定化に伴うプレシナプスの除去に対して選択的に関わることが示唆された。アダプター分子の結合分子から予想されるアクチン線維制御との関わりについて遺伝学的に検討し、アダプター分子の作用が当初想定されたアクチン制御とは一部異なる経路による可能性を明らかにした。さらに遺伝子導入による解析から、MAGUKファミリー分子は主に下皮で発現するものの、神経細胞における機能がプレシナプス除去に関わる可能性が示された。シナプス形成・維持・除去の異常は種々の精神疾患・神経疾患に密接に関与しており、本研究はそれらの発症機序を分子レベルで理解する基盤として、治療法開発への貢献が期待される。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 23K06128
  • 神経プレシナプス電位依存性カルシウムチャネルの局在制御分子機構
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2020年04月01日 - 2023年03月31日
    多留 偉功
    シナプスは神経細胞の接着構造であり、神経細胞間情報伝達を担う。シナプス前部(プレシナプス)のアクティブゾーンからの神経伝達物質の放出は、電位依存性カルシウムチャネルCav2によって制御される。アクティブゾーンにおけるCav2の正確な局在は正常な神経伝達に不可欠であるが、その局在機構には不明な点が多い。代表者らは、遺伝学的解析に長けた無脊椎動物である線虫C. elegansを実験モデルとして、アクティブゾーンアダプター分子によるCav2局在制御の機構を明らかにしてきた。本研究課題では、Cav2局在制御におけるアクティブゾーンアダプター分子の相互作用機序を明らかにするとともに、Cav2局在に関わる新たな分子群を同定することを目的として、解析を進めている。本年度は、アダプター分子変異体を活用した順遺伝学的スクリーニングを基にこれまで同定したCav2局在に関わる候補分子、プロプロテインコンバーターゼおよび糖鎖修飾調節関連酵素について、神経細胞種選択的な内在性同等発現レベルのCav2関連分子蛍光タンパク質標識体を用いた詳細な検討をおこなうとともに、それぞれの関連パスウェイ分子の寄与の有無を多重変異体を用いた遺伝学的相互作用解析によって明らかにした。Cav2は家族性の片麻痺性片頭痛や反復発作性運動失調症の原因分子として知られ、さらに自閉症や小児認知機能障害など種々の精神神経疾患に深く関与する。本研究によるCav2局在制御機構に関する新たな知見は、ヒト関連疾患の分子基盤理解および治療薬開発への貢献が期待される。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 20K07046
  • 電位依存性カルシウムチャネルによる神経プレシナプス基盤構造の分子制御
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2016年04月01日 - 2020年03月31日
    多留 偉功
    神経細胞間の情報伝達を担うプレシナプス部位には、固有のアダプター分子群から成る基盤構造が存在し、電位依存性カルシウムチャネル(VGCC)が伝達の引き金となる。本研究は、VGCCとアダプター分子RIMB-1/ RIM-BPの関係に着目し、プレシナプスへの分子局在機構を解析した。無脊椎モデル動物である線虫C. elegansにおいて、VGCCの局在には二つのアダプター分子RIMB-1とUNC-10による冗長的(重複的)な制御が主要な機構であり、さらにRIMB-1の局在にVGCCおよびエンドサイトーシス関連分子が重要であることを明らかにした。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 16K08223
  • 線虫セロトニン作動性神経細胞HSNにおけるプレシナプス形成分子機構の全体像
    科学研究費補助金(基盤研究C)
    2013年04月 - 2017年03月
    多留 偉功
    神経細胞のプレシナプス構造には、神経伝達物質の放出に関わる機能分子がCAZと総称されるアダプター分子群を基盤として局在している。本研究は、線虫C. elegansのセロトニン作動性神経細胞HSNを主なモデルとして、プレシナプス形成制御分子SYD-1のRhoGAP様ドメインを介したGTPase抑制的制御とその機能、CAZ分子RIMB-1による電位依存性カルシウムチャネルの局在制御など、プレシナプス形成に関わる新たな分子機構を明らかにした。
    文部科学省, 基盤研究(C), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 25460058
  • プレシナプス形成におけるSYD-1・SYD-2の機能と神経細胞内輸送制御
    科学研究費補助金(若手研究B)
    2011年04月 - 2013年03月
    多留 偉功
    神経系が機能する上での基本素子となるのが、シナプスと呼ばれる神経細胞間接着構造である。線虫C.elegansのプレシナプス構造形成の制御因子として、SYD(SYnapse Defective)-1とSYD-2が重要である。本研究は、遺伝学的な修飾変異体の探索に基づき、プレシナプス形成がSYD-1・SYD-2の制御下で正確に遂行される上で、偶発的な構成分子の集積が細胞接着タンパク質依存的な経路によって抑制されている可能性を示した。
    文部科学省, 若手研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 23790070
  • 神経プレシナプス形成のアダプター分子SYD-2による制御機構
    科学研究費補助金(若手研究B)
    2009年04月 - 2011年03月
    多留 偉功
    シナプスと呼ばれる神経細胞間接着構造は、神経系が担う高度な情報処理機能の基本素子である。シナプス形成の分子機構の解明は脳科学の重要課題であり、記憶や学習などの脳高次機能や老化・疾患に伴う神経系異常を理解する基盤となる。本研究は、無脊椎動物である線虫を実験モデルとして、シナプス前構造の形成に重要な制御分子であるSYD-2の機能にはコイルドコイル構造を介した多量体の形成が重要であることを示した。さらにSYD-2と協調的にプレシナプス形成を担う因子の遺伝学的探索によって、プレシナプス形成に関わる修飾変異体群を同定した。
    文部科学省, 若手研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 21790057
■ 産業財産権
  • βアミロイド生成抑制剤
    特許権, 鈴木 利治; 多留 偉功; 佐久間 めぐみ; 田中 絵美; 中矢 正, 国立大学法人 北海道大学
    特願2005-139114, 2005年05月11日
    特開2006-315982, 2006年11月24日
    200903077351557646