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Topics
2012年トピックス：FASEB Journal に論文が掲載されました！
Hashimoto Y, Muramatsu K, 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 Journal, 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
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教授 Professor 原田彰宏 Akihiro Harada 助教 Assistant Professor 吉村信一郎 Shin-ichiro Yoshimura 助教 Assistant Professor 國井政孝 Masataka Kunii 助教 Assistant Professor 岩野智彦 Tomohiko Iwano 技術補佐員 Technical Assistant 泉 あやか Ayaka Izumi 事務補佐員 Personal Assistant 渡辺綾子 Ayako Watanabe |
大学院生（博士課程） Doctor course D4 Nur Atik 大学院生（博士課程） Doctor course D3 Erda Avriyanti 大学院生（博士課程） Doctor course D1 Teoh Jia Jie 大学院生（修士課程） Master course M2 傍嶋智明 Tomoaki Sobajima 大学院生（修士課程） Master course M1 片岡直也 Naoya Kataoka 大学生（医学科4年生） 中條淳博 Atsuhiro Nakajo |
教育支援室（白菊会担当） 神原專治 Senji Kanbara 野村美恵 Mie Nomura 学外共同研究者 宝塚医療大学 教授 原田玲子 Reiko Harada |
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。
最近の研究内容
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. Epub 2013 Jan 15.(2013 Jan 29)
Subramanian VS, 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. (2012 Sep 27) [Epub ahead of print]
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.
Nature Communications, 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 Journal, 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.
Journal of Clinical Investigation, 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.
Molecular Biology of the 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.
Molecular Biology of the Cell, 21: 2975-2986; doi: 10.1091/mbc.E09-02-0133, (2010).
Harada A.
Molecular mechanism of polarized transport.
Journal of Biochemistry, 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.
Journal of Biological Chemistry, 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.
Molecular and Cellular Biology, 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 Metabolism and Disposition, 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.
Journal of Immunology, 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.
Journal of Cell Science, 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.
Biochemical and Biophysical Research Communications, 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 Journal, 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 Structure and Function, 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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