大阪大学大学院 医学系研究科 細胞生物学
〒565-0871 大阪府吹田市山田丘2-2








Topics

2016年トピックス:Journal of Cell Biologyに論文が2報掲載されました!
Kunii M, Ohara-Imaizumi M, Takahashi N, Kobayashi M, Kawakami R, Kondoh Y, Shimizu T, Simizu S, Lin B, Nunomura K, Aoyagi K, Ohno M, Ohmuraya M, Sato T, Yoshimura SI, Sato K, Harada R, Kim YJ, Osada H, Nemoto T, Kasai H, Kitamura T, Nagamatsu S, Harada A.
Opposing roles for SNAP23 in secretion in exocrine and endocrine pancreatic cells.
J Cell Biol.215:121-138. doi: 10.1083/jcb.201604030 (2016)

Nakajo A, Yoshimura SI (第一著者及び責任著者), Togawa H, Kunii M, Iwano T, Izumi A, Noguchi Y, Watanabe A, Goto A, Sato T, Harada A.
EHBP1L1 coordinates Rab8 and Bin1 to regulate apical-directed transport in polarized epithelial cells.
J Cell Biol. 212:297-306. doi: 10.1083/jcb.201508086 (2016)

2014年トピックス:Journal of Cell Science誌に論文が掲載されました!
Sato T, Iwano T, Kunii M, Matsuda S, Mizuguchi R, Jung Y, Hagiwara H, Yoshihara Y, Yuzaki M, Harada R, Harada A.
Rab8a and Rab8b are essential for several apical transport pathways but insufficient for ciliogenesis.
J Cell Sci.127:422-31. doi: 10.1242/jcs.136903. (2014)

2013年トピックス:Nature誌に共著論文が掲載されました!
D’Angelo G, Uemura T, Chuang C-C, Polishchuk E, Santoro M, Ohvo-Rekila H, Sato T, Di Tullio G, Varriale A, D’Auria S, Daniele T, Capuani F, Johannes L, Mattjus P, Monti M, Pucci P, Williams RL, Burke JE, Platt FM, Harada A, De Matteis MA.
Vesicular and non-vesicular transport feed distinct glycosylation pathways in the Golgi.
Nature 501,116-120, doi:10.1038/nature12423 (2013)

2012年トピックス:FASEB Journal に論文が掲載されました!
Hashimoto Y, Muramatsu K(第一共著者), Kunii M, Yoshimura S, Yamada M, Sato T, Ishida Y, Harada R, Harada A.
Uncovering genes required for neuronal morphology by morphology-based gene trap screening with a revertible retrovirus vector.
FASEB J. 26:4662-4674, doi: 10.1096/fj.12-207530. (2012)

2010年トピックス:Journal of Biochemistry に総説が掲載されました!
Harada A.
Molecular mechanism of polarized transport.
Journal of Biochemistry, 147: 619-624; doi: 10.1093/jb/mvq027, (2010)

2007年トピックス:Nature誌に論文が掲載されました!
Sato T, Mushiake S, Kato Y, Sato K, Sato M, Takeda N, Ozono K, Miki K, Kubo Y, Tsuji A, Harada R, Harada A.
The Rab8 GTPase regulates apical protein localization in intestinal cells.
Nature, 448: 366-369; doi: 10.1038/nature05929, (2007)


研究スタッフ


教授 Professor
原田 彰宏 Akihiro Harada

講師 Lecturer
吉村 信一郎 Shin-ichiro Yoshimura

助教 Assistant Professor
國井 政孝 Masataka Kunii

助教 Assistant Professor
森脇 健太 Kenta Moriwaki

特任助教
傍嶋 智明 Tomoaki Sobajima

技術補佐員 Technical Assistant
野口 友里亜 Yuria Noguchi

技術補佐員 Technical Assistant
安藤 治恵 Harue Ando

事務補佐員
櫻井 将恵 Masae Sakurai



大学院生(修士課程)
北野 真郷 Masato Kitano

大学院生(修士課程)
岩城 彩乃 Ayano Iwaki

学部生B4
飛鳥 達也 Tatsuya Asuka

教育支援室(白菊会担当)

佐藤 淳郎 Junrou Satoh

河田 知叡 Chie Kawada

学外共同研究者

宝塚医療大学 教授 原田 玲子 Reiko Harada
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研究内容

 細胞構造分野においては細胞の蛋白分泌や極性の形成・維持に重要な極性輸送のメカニズムの解明を目指して、以下のテーマで研究を進めております。

1)ノックアウトマウスを用いた、細胞の極性輸送のメカニズムの研究

細胞の極性輸送とは?

 細胞の極性は細胞の機能に重要な役割を果たしている。上皮細胞は頂端側(apical)、側底側(basolateral)という極性を持つことで、分泌などの機能を果たすことができる。同様に神経細胞も軸索、樹状突起という極性のある構造をとることが神経伝達にとって必須である。
 このような極性を持つ細胞においては、色々な蛋白が、方向性のある輸送(極性輸送)によって目的地に運ばれてその役割を果たしている。この極性輸送は、
 a. ゴルジ装置における輸送小胞への蛋白の分配、濃縮 
 b. 輸送小胞の目的地への輸送
 c. 輸送小胞の細胞膜への繋留、融合
とで成り立っていると考えられている。

細胞の極性輸送のメカニズムを解明するには?

 当研究室では、蛋白質の分配や輸送に重要な役割をしていると考えられる蛋白の遺伝子(SNARE蛋白、rab蛋白等)のノックアウトマウスを作成中である。そして作成したマウスを様々な細胞生物学的解析法(共焦点レーザー顕微鏡、電子顕微鏡を用いた形態観察、上皮・神経細胞の単離培養、アデノウイルスベクター等による外来遺伝子の細胞への導入、GFP融合蛋白を用いた生細胞における蛋白輸送の解析等)を用い、遺伝子改変マウス個体・細胞において、極性輸送にどの様な変化が生じるのか、解析を行っている。
 更に、このような既存分子の解析だけでなく、細胞の極性輸送に重要な新規分子の同定も行っている。

rab8 ノックアウトマウスの解析で解明されたこと

 rab8 は小腸の吸収上皮細胞に多く発現し、basolateral への蛋白の輸送に必要と考えられていたタンパク質である。rab8 を欠損するマウスを作製し解析を行ったところ、マウスは生後3~4週間経つと、栄養失調で死亡した。この小腸の細胞では apical に分布する酵素などが細胞内に蓄積することが判明した。rab8 ノックアウトマウスの小腸における栄養の吸収速度を測ったところ、栄養の吸収が殆ど見られなかった。
 これらの症状は、微絨毛萎縮症(小腸から栄養が吸収できない病気のひとつ)の患者さんの症状と非常に良く似ているため、微絨毛萎縮症の患者さんの小腸で rab8 の量を調べたところ、大幅に減少していることが分った。
 この研究により、腸における栄養吸収のメカニズムの基盤を解明すると共に、腸からの栄養吸収が低下する病気のモデルマウスを作製することが出来た。このことは将来的にヒトのこの病気の診断治療に結びつく可能性があると共に、栄養吸収を抑える薬剤のターゲットとなる可能性を示した。
 なお、この成果は2007年7月に Nature 誌に掲載された。

2)ヒトの痴呆症を再現するモデルマウスの作成、解析と治療への応用

アルツハイマー病でみられる痴呆症状や病理変化をおこす、FTDP17 と呼ばれるヒトの遺伝性痴呆症が、微小管関連蛋白の一つであるタウ蛋白のアミノ酸置換やスプライシングの異常をおこす突然変異によって生じることが明らかにされた。そこで我々はこれらの突然変異をもつヒトのタウ cDNA をマウスのタウ遺伝子座に導入し、そのマウスでヒトと同様の症状や病理変化をおこすかどうか解析している。もしヒトの症状、病理が再現できれば、FTDP17 やアルツハイマー病の発症メカニズムの解明や治療法の開発に大変有効と考えられる。

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最近の業績


Ishikawa T, Toyama T, Nakamura Y, Tamada K, Shimizu H, Ninagawa S, Okada T, Kamei Y, Ishikawa-Fujiwara T, Todo T, Aoyama E, Takigawa M, Harada A, Mori K UPR transducer BBF2H7 allows export of type II collagen in a cargo-and developmental stage–specific manner J Cell Biol. 216:1761-1774. doi: 10.1083/jcb.201609100. (2017)

BIG1 is required for the survival of deep layer neurons, neuronal polarity, and the formation of axonal tracts between the thalamus and neocortex in developing brain. Teoh JJ, Iwano T, Kunii M, Atik N, Avriyanti E, Yoshimura SI, Moriwaki K, Harada A. PLoS One. 12:e0175888. doi: 10.1371/journal.pone.0175888. (2017)

Chloroquine-Inducible Par-4 Secretion Is Essential for Tumor Cell Apoptosis and Inhibition of Metastasis. Burikhanov R, Hebbar N, Noothi SK, Shukla N, Sledziona J, Araujo N, Kudrimoti M, Wang QJ, Watt DS, Welch DR, Maranchie J, Harada A, Rangnekar VM. Cell Rep 18(2): 508-519. doi: 10.1016/j.celrep.2016.12.051. (2017)

Mutations in the pH-Sensing G-protein-Coupled Receptor GPR68 Cause Amelogenesis Imperfecta. Parry DA, Smith CE, El-Sayed W, Poulter JA, Shore RC, Logan CV, Mogi C, Sato K, Okajima F, Harada A, Zhang H, Koruyucu M, Seymen F, Hu JC, Simmer JP, Ahmed M, Jafri H, Johnson CA, Inglehearn CF, Mighell AJ. Am J Hum Genet 99(4): 984-990. doi: 10.1016/j.ajhg.2016.08.020. (2016)

Kunii M, Ohara-Imaizumi M, Takahashi N, Kobayashi M, Kawakami R, Kondoh Y, Shimizu T, Simizu S, Lin B, Nunomura K, Aoyagi K, Ohno M, Ohmuraya M, Sato T, Yoshimura SI, Sato K, Harada R, Kim YJ, Osada H, Nemoto T, Kasai H, Kitamura T, Nagamatsu S, Harada A. Opposing roles for SNAP23 in secretion in exocrine and endocrine pancreatic cells. J Cell Biol 215: 121-138. doi: 10.1083/jcb.201604030 (2016)

Aoyagi K, Ohara-Imaizumi M, Itakura M, Torii S, Akimoto Y, Nishiwaki C, Nakamichi Y, Kishimoto T, Kawakami H, Harada A, Takahashi M, Nagamatsu S. VAMP7 Regulates Autophagy to Maintain Mitochondrial Homeostasis and to Control Insulin Secretion in Pancreatic β-Cells. Diabetes 65: 1648-59. doi: 10.2337/db15-1207 (2016)

Hayashi Y, Nishimune H, Hozumi K, Saga Y, Harada A, Yuzaki M, Iwatsubo T, Kopan R, Tomita T. A novel non-canonical Notch signaling regulates expression of synaptic vesicle proteins in excitatory neurons. Sci Rep 6: 23969. doi: 10.1038/srep23969 (2016)

Kobayashi S, Suzuki T, Kawaguchi A, Phongphaew W, Yoshii K, Iwano T, Harada A, Kariwa H, Orba Y, Sawa H. Rab8b Regulates Transport of West Nile Virus Particles from Recycling Endosomes. J Biol Chem 291: 6559-68. doi: 10.1074/jbc.M115.712760.(2016)

Nakajo A, Yoshimura SI (co-first and co-corresponding author), Togawa H, Kunii M, Iwano T, Izumi A, Noguchi Y, Watanabe A, Goto A, Sato T, Harada A EHBP1L1 coordinates Rab8 and Bin1 to regulate apical-directed transport in polarized epithelial cells. J Cell Biol 212: 297-306. doi: 10.1083/jcb.201508086 (2016)

Das S, Yu S, Sakamori R, Vedula P, Feng Q, Flores J, Hoffman A, Fu J, Stypulkowski E, Rodriguez A, Dobrowolski R, Harada A, Hsu W, Bonder EM, Verzi MP, Gao N. Rab8a vesicles regulate Wnt ligand delivery and Paneth cell maturation at the intestinal stem cell niche. Development 142: 2147-62. doi: 10.1242/dev.121046. (2015)

Avriyanti E, Atik N, Kunii M, Furumoto N, Iwano T, Yoshimura S, Harada R, Harada A. Functional redundancy of protein kinase D1 and protein kinase D2 in neuronal polarity. Neurosci Res 95: 12-20. doi: 10.1016/j.neures.2015.01.007.(2015)

Sobajima T, Yoshimura S, Iwano T, Kunii M, Watanabe M, Atik N, Mushiake S, Morii E, Koyama Y, Miyoshi E, Harada A. Rab11a is required for apical protein localisation in the intestine. Biol Open 4(1): 86-94. doi: 10.1242/bio.20148532. (2014)

Saegusa K, Sato M, Sato K, Nakajima-Shimada J, Harada A, Sato K. Caenorhabditis elegans chaperonin CCT/TRiC is required for actin and tubulin biogenesis and microvillus formation in intestinal epithelial cells. Mol Biol Cell 25(20): 3095-104. doi: 10.1091/mbc.E13-09-0530. (2014)

Akiyama M, Hasegawa H, Hongu T, Frohman MA, Harada A., Sakagami H, Kanaho Y. Trans-regulation of oligodendrocyte myelination by neurons through small GTPase Arf6-regulated secretion of fibroblast growth factor-2. Nat Commun 5: 4744. doi:10.1038/ncomms5744. (2014)

Vacca B, Bazellieres E, Nouar R, Harada A, Massey-Harroche D, Le Bivic A. Drebrin E depletion in human intestinal epithelial cells mimics Rab8a loss of function. Hum Mol Genet 23(11): 2834-46. doi: 10.1093/hmg/ddt670. (2014)

Sasaki T, Kikuchi O, Shimpuku M, Susanti VY, Yokota-Hashimoto H, Taguchi R, Shibusawa N, Sato T, Tang L, Amano K, Kitazumi T, Kuroko M, Fujita Y, Maruyama J, Lee YS, Kobayashi M, Nakagawa T, Minokoshi Y, Harada A, Yamada M, Kitamura T. Hypothalamic SIRT1 prevents age-associated weight gain by improving leptin sensitivity in mice. Diabetologia 57(4): 819-31. doi: 10.1007/s00125-013-3140-5. (2014)

Tanaka T, Wakabayashi T, Oizumi H, Nishio S, Sato T, Harada A., Fujii D, Matsuo Y, Hashimoto T, Iwatsubo T. CLAC-P/collagen type XXV is required for the intramuscular innervation of motoneurons during neuromuscular development. J Neurosci. 34(4): 1370-9. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2440-13.2014. (2014)

Nur Atik, Kunii M, Erda Avriyanti, Furumoto N, Inami K, Yoshimura S, Harada R,Harada A. The Role of PKD in Cell Polarity, Biosynthetic Pathways, and Organelle/F-actin Distribution Cell Struct Funct. 39: 61-77. doi.org/10.1247/csf.13020 (2014)

Sato T, Iwano T, Kunii M, Matsuda S, Mizuguchi R, Jung Y, Hagiwara H, Yoshihara Y, Yuzaki M, Harada R, Harada A. Rab8a and Rab8b are essential for several apical transport pathways but insufficient for ciliogenesis. J Cell Sci 127(2): 422-31. doi: 10.1242/jcs.136903. (2014)

Aoki H, Mogi C, Hisada T, Nakakura T, Kamide Y, Ichimonji I, Tomura H, Tobo M, Sato K, Tsurumaki H, Dobashi K, Mori T, Harada A, Yamada M, Mori M, Ishizuka T, Okajima F. Proton-sensing ovarian cancer G protein-coupled receptor 1 on dendritic cells is required for airway responses in a murine asthma model. PLoS One 8(11): e79985. doi: 10.1371/journal.pone.0079985. (2013)

D’Angelo G, Uemura T, Chuang C-C, Polishchuk E, Santoro M, Ohvo-Rekila H, Sato T, Di Tullio G, Varriale A, D’Auria S, Daniele T, Capuani F, Johannes L, Mattjus P, Monti M, Pucci P, Williams RL, Burke JE, Platt FM, Harada A, De Matteis MA Vesicular and non-vesicular transport feed distinct glycosylation pathways in the Golgi. Nature 501: 116-120. doi:10.1038/nature12423 (2013)

Takasuga S, Horie Y, Sasaki J, Sun-Wada GH, Kawamura N, Iizuka R, Mizuno K, Eguchi S, Kofuji S, Kimura H, Yamazaki M, Horie C, Odanaga E, Sato Y, Chida S, Kontani K, Harada A, Katada T, Suzuki A, Wada Y, Ohnishi H, Sasaki T. Critical roles of type III phosphatidylinositol phosphate kinase in murine embryonic visceral endoderm and adult intestine. Proc Natl Acad Sci U S A 110(5): 1726-31. doi: 10.1073/pnas.1213212110. (2013)

Subramanian VS1, Subramanya SB, Ghosal A, Marchant JS, Harada A, Said HM. Modulation of function of sodium-dependent vitamin C transporter 1 (SVCT1) by Rab8a in intestinal epithelial cells: studies utilizing Caco-2 cells and Rab8a knockout mice. Dig Dis Sci 58(3): 641-9. doi: 10.1007/s10620-012-2388-9. (2013)

Kawamura N, Wada S, Aoyama M, Harada A, Takasuga S, Sasaki T, Wada Y. Delivery of Endosomes to Lysosomes via Microautophagy in the Visceral Endoderm of Mouse Embryos. Nat Comm 3: 1071. doi: 10.1038/ncomms2069.(2012)

Hashimoto Y, Muramatsu K, Kunii M, Yoshimura S, Yamada M, Sato T, Ishida Y, Harada R, Harada A. (The first two authors contributed equally to this paper). Uncovering genes required for neuronal morphology by morphology-based gene trap screening with a revertible retrovirus vector. FASEB J 26: 4662-4674 doi: 10.1096/fj.12-207530. (2012)

Nakakura T, Mogi C, Tobo M, Tomura H, Sato K, Kobayashi M, Ohnishi H, Tanaka S, Wayama M, Sugiyama T, Kitamura T, Harada A, Okajima F. Deficiency of proton-sensing ovarian cancer G protein-coupled receptor 1 attenuates glucose-stimulated insulin secretion. Endocrinology 153: 4171-4180; doi:10.1210/en.2012-1164, (2012)

Sakamori R, Das S, Yu S, Feng S, Stypulkowski E, Guan Y, Douard V, Tang W, Ferraris RP, Harada A, Brakebusch C, Guo W, Gao N. Cdc42 and Rab8a are critical for intestinal stem cell division, survival, and differentiation in mice. J Clin Invest 122: 1052-1065; doi: 10.1172/JCI60282, (2012)

Sato M, Yoshimura S, Hirai R, Goto A, Kunii M, Atik N, Sato T, Sato K, Harada R, Shimada J, Hatabu T, Yorifuji H, Harada A. The role of VAMP7/TI-VAMP in cell polarity and lysosomal exocytosis in vivo. Traffic 12: 1383-1393; doi: 10.1111/j.1600-0854.2011.01247.x, (2011)

Sato M, Saegusa K, Sato K, Hara T, Harada A, Sato K. Caenorhabditis elegans SNAP-29 is required for organellar integrity of the endomembrane system and general exocytosis in intestinal epithelial cells. Mol Biol Cell 22: 2579-2587; doi: 10.1091/mbc.E11-04-0279, (2011)

Yamamoto K, Takahara K, Oyadomari S, Okada T, Sato T, Harada A, Mori K. Induction of liver steatosis and lipid droplet formation in ATF6alpha-knockout mice burdened with pharmacological endoplasmic reticulum stress. Mol Biol Cell 21: 2975-2986; doi: 10.1091/mbc.E09-02-0133, (2010)

Harada A. Molecular mechanism of polarized transport. J Biochem 147: 619-624; doi: 10.1093/jb/mvq027, (2010)

Akiyama H, Gotoh A, Shin RW, Koga T, Ohashi T, Sakamoto W, Harada A, Arai H, Sawa A, Uchida C, Uchida T. A novel role for hGas7b in microtubular maintenance: possible implication in tau-associated pathology in Alzheimer disease. J Biol Chem 284: 32695-32699; doi: 10.1074/jbc.M109.035998, (2009)

Tanaka S, Kunii M, Harada A, Okabe S. Generation of cortactin floxed mice and cellular analysis of motility in fibroblasts. Genesis 47: 638-646; doi: 10.1002/dvg.20544, (2009)

Uemura T, Sato T, Aoki T, Yamamoto A, Okada T, Hirai R, Harada R, Mori K, Tagaya M, Harada A. p31 deficiency influences endoplasmic reticulum tubular morphology and cell survival. Mol Cell Biol 29: 1869-1881; doi: 10.1128/MCB.01089-08, (2009)

Kato Y, Sugiura T, Nakadera Y, Sugiura M, Kubo Y, Sato T, Harada A, Tsuji A. Investigation of the role of oligopeptide transporter PEPT1 and sodium/glucose cotransporter SGLT1 in intestinal absorption of their substrates using small GTP-binding protein Rab8-null mice. Drug Metab Disp 37: 602-607; doi: 10.1124/dmd.108.023689, (2009)

Sadakata H, Okazawa H, Sato T, Supriatna Y, Ohnishi H, Kusakari S, Murata Y, Ito T, Nishiyama U, Minegishi T, Harada A, Matozaki T. SAP-1 is a microvillus-specific protein tyrosine phosphatase that modulates intestinal tumorigenesis. Genes to Cells 14: 295-308; doi: 10.1111/j.1365-2443.2008.01270.x, (2009)

Mogi C, Tobo M, Tomura H, Murata N, He XD, Sato K, Kimura T, Ishizuka T, Sasaki T, Sato T, Kihara Y, Ishii S, Harada A, Okajima F. Involvement of proton-sensing TDAG8 in extracellular acidification-induced inhibition of proinflammatory cytokine production in peritoneal macrophages. J Immunol 182: 3243-3251; doi: 10.4049/jimmunol.0803466, (2009)

Sato M, Grant BD, Harada A, Sato K. Rab11 is required for synchronous secretion of chondroitin proteoglycans after fertilization in Caenorhabditis elegans. J Cell Sci 121: 3177-3186; doi: 10.1242/jcs.034678, (2008)

Muramatsu K, Hashimoto Y, Uemura T, Kunii M, Harada R, Sato T, Morikawa A, Harada A. Neuron-specific recombination by Cre recombinase inserted into the murine tau locus. BBRC 370: 419-423; doi: 10.1016/j.bbrc.2008.03.103, (2008)

Sato M, Sato K, Liou W, Pant S, Harada A, Grant BD. Regulation of endocytic recycling by C. elegans Rab35 and its regulator RME-4, a coated-pit protein. EMBO J 27: 1183-1196; doi: 10.1038/emboj.2008.54, (2008)

Hashimoto Y, Muramatsu K, Uemura T, Harada R, Sato T, Okamoto K, Harada A. Neuron-specific and inducible recombination by Cre recombinase in the mouse. Neuroreport 19: 621-624, (2008)

Adachi Y, Yamamoto K, Okada T, Yoshida H, Harada A, Mori K. ATF6 is a Transcription Factor Specializing in the Regulation of Quality Control Proteins in the Endoplasmic Reticulum. Cell Struct Funct 33: 75-89; doi: 10.1247/csf.07044, (2008)

Sato T, Mushiake S, Kato Y, Sato K, Sato M, Takeda N, Ozono K, Miki K, Kubo Y, Tsuji A, Harada R, Harada A. The Rab8 GTPase regulates apical protein localization in intestinal cells. Nature 448: 366-369; doi: 10.1038/nature05929, (2007)

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