ＰＤＺ－ＬＩＭタンパク質ＥＮＨ１スプライス変異体の心肥大誘導機構における意義

• Project/Area Number: 14J02967
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Functional biochemistry
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 伊藤 淳平 名古屋大学, 生命農学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: PDZ-LIMタンパク質 / 心肥大 / 選択的スプライシング / シグナル伝達

Outline of Annual Research Achievements

PDZ-3LIMタンパク質であるENH1は、心臓を構成する心筋細胞内Z-discにシグナル伝達分子を集約し細胞内シグナルを効率的かつ特異的に伝達する場として働いている。このENH1には選択的スプライシングによってLIMドメインを欠損した複数のアイソフォーム（ENH2、ENH3、ENH4）が発現することがわかり、我々のグループは心筋細胞内において、健常時にLIMドメインを有するENH1が過剰発現することで心筋細胞肥大を誘発し、一方で健常時に有意に発現しているLIMドメイン欠損ENHがホルモン刺激に対する肥大を抑制するということを報告してきた。本研究では、LIM欠損ENHアイソフォームを有用な新規心肥大抑制因子と証明するために、心筋細胞におけるLIM欠損ENHアイソフォームの肥大化抑制機構を分子レベルで解析した。その結果、α1-アドレナリン受容体のようなGαqサブユニットを有するGタンパク質共役受容体の活性化状態時では、Z-disc中にENH1-PKC-PKD1複合体を形成してCREBをリン酸化して標的遺伝子の転写を促進し心筋細胞肥大を誘導することを見出した。また、LIMドメイン欠損ENH であるENH3発現誘導時では活性化PKCβやPKD1をZ-discにリクルートできず、CREBのリン酸化が抑制されて心筋細胞の恒常性が維持されているという考察が得られた。さらに、心筋細胞特異的に発現するα-MHCプロモーター下流にENH3を挿入したトランスジェニックマウスを作製し、8-10週齢の雄マウスにα1-アドレナリン受容体の作動薬であるフェニレフリンを投与し心肥大を誘導したところ、LIMドメイン欠損ENHが個体心臓においても心肥大に対して心保護作用を有することが明らかとなり、ENH3が創薬の新規標的因子になりうることを示した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Scaffold protein enigma homolog 1 overcomes the repression of myogenesis activation by inhibitor of DNA binding 2 (2016)
  • Author(s): Nakatani M. Ito J. Koyama R. Iijima M. Yoshimoto N. Niimi T. Kuroda S. Maturana AD
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: 0 Issue: 2 Pages: 0-0
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.04.119
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Atomistic design of microbial opsin-based blue-shifted optogenetics tools (2015)
  • Author(s): Kato HE, Kamiya M, Sugo S, Ito J, Taniguchi R, Orito A, Hirata K, Inutsuka A,Yamanaka A, Maturana AD, Ishitani R, Sudo Y, Hayashi S, Nureki O
  • Journal Title: Nat Commun Volume: 6 Issue: 1 Pages: 7177-7177
  • DOI: 10.1038/ncomms8177
  • NAID: 120005745621
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Molecular dynamics of channelrhodopsin at the early stages of channel opening (2015)
  • Author(s): Mizuki Takemoto, Hideaki E. Kato, Michio Koyama, Jumpei Ito, Motoshi Kamiya, Shigehiko Hayashi, Andres D. Maturana, Karl Deisseroth, Ryuichiro Ishitani, and Osamu Nureki
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 10 Issue: 6 Pages: 0131094-0131094
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0131094
  • NAID: 120005947158
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Scaffold protein enigma homolog activates CREB whereas a short splice variant prevents CREB activation in cardiomyocytes (2015)
  • Author(s): Ito J, Iijima M, Yoshimoto N, Niimi T, Kuroda S, Maturana AD
  • Journal Title: Cellular Signaling Volume: 27 Issue: 12 Pages: 2425-2433
  • DOI: 10.1016/j.cellsig.2015.09.007
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Structural basis for Na+ transport mechanism by a light-driven Na+ pump (2015)
  • Author(s): H. E. Kato, K. Inoue, R. Abe-Yoshizumi, Y. Kato, H. Ono, M. Konno, S. Hososhima, T. Ishizuka, M. R. Hoque, H. Kunitomo, J. Ito, S. Yoshizawa, K. Yamashita, M. Takemoto, T. Nishizawa, R. Taniguchi, K. Kogure, A. D. Maturana, Y. Iino, H. Yawo, R. Ishitani, H. Kandori*, O. Nureki*
  • Journal Title: Nature Volume: 未定 Issue: 7550 Pages: 48-53
  • DOI: 10.1038/nature14322
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Exciton circular dichroism in channelrhodopsin. (2014)
  • Author(s): Pescitelli G, Kato HE, Oishi S, Ito J, Maturana AD, Nureki O, Woody RW.
  • Journal Title: J Phys Chem B. Volume: 118(41) Issue: 41 Pages: 11873-11885
  • DOI: 10.1021/jp505917p
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 心筋膜電位依存性カルシウムチャネルに対するステロイドホルモンの遺伝的および非遺伝的作用 (2014)
  • Author(s): 伊藤 淳平, Andres Daniel Maturana
  • Journal Title: 日本薬理学雑誌 Volume: 144 Pages: 206-210
  • NAID: 130004704233
• [Presentation] ENH3, a short splice variant of the scaffold protein Enigma Homolog 1 prevents cardiac hypertrophy. (2015)
  • Author(s): Ito, J., Maturana, A.D.
  • Organizer: 第32回ISHR日本部会総会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-12-10
• [Presentation] RBM20 and RBM24 together regulate the splicing of PDLIM5 in cardiomyocyte. (2015)
  • Author(s): 伊藤淳平、Maturana, A.D.
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] he scaffolding protein ENH1 is essential for the Protein Kinase C or Protein Kinase D-dependent activation of the transcription factor cAMP-response element binding protein in cardiomyocytes. (2015)
  • Author(s): Ito, J., Maturana, A.D.
  • Organizer: Basic Cardiovascular Science 2015 Scientific Sessions
  • Place of Presentation: New Orleans, LA, USA
  • Year and Date: 2015-07-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Regulation of CREB phosphorylation by scaffolding protein ENH1 in neonatal rat cardiomyocytes. (2014)
  • Author(s): Ito J, Kuroda S, Maturana AD.
  • Organizer: The 15th IUBMB-24th FAOBMB-TSBMB International Conference
  • Place of Presentation: 台北、台湾
  • Year and Date: 2014-10-21 – 2014-10-26
• [Presentation] The scaffolding protein ENH1 recruits Id2 to Z-discs enabling cardiomyocytes remodeling. (2014)
  • Author(s): 伊藤淳平、黒田俊一、滝本浩一、Andres Daniel Maturana
  • Organizer: 第78回日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋、日本
  • Year and Date: 2014-05-24
• [Presentation] Spricing transitions of the anchoring protein ENH during striated muscle development. (2014)
  • Author(s): 伊藤淳平、黒田俊一、Andres Daniel Maturana
  • Organizer: 第61回日本生化学会近畿支部例会
  • Place of Presentation: 京都、日本
  • Year and Date: 2014-05-17