Analysis of sensing and responding mechanisms for osmotic stress in mammalian cells

• Project/Area Number: 15H04643
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Biological pharmacy
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Naguro Isao 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (80401222)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000); Fiscal Year 2017: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2016: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2015: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
• Keywords: 浸透圧ストレス / ASK3 / NFAT5 / ゲノムワイドsiRNAスクリーニング / シグナル伝達 / siRNAスクリーニング

Outline of Final Research Achievements

Recently, molecules that function in cellular osmotic stress response have been reported to be involved in the regulation of blood pressure, inflammation and immune system. However, the precise molecular mechanism for sensing and transducing osmotic stress in mammalian cells still remains to be elucidated. In this project, we focused on ASK3 and NFAT5, two molecules responding to osmotic stress. With original methodologies, such as genome-wide siRNA screens and specific cross-linking technology, we have elucidated new molecular mechanisms regulating osmotic stress response in mammalian cells.

Research Products

• [Journal Article] ASK family kinases mediate cellular stress and redox signaling to circadian clock (2018)
  • Author(s): Imamura Kiyomichi、Yoshitane Hikari、Hattori Kazuki、Yamaguchi Mitsuo、Yoshida Kento、Okubo Takenori、Naguro Isao、Ichijo Hidenori、Fukada Yoshitaka
  • Journal Title: Proceedings of the National Academy of Sciences Volume: 115 Issue: 14 Pages: 3646-3651
  • DOI: 10.1073/pnas.1719298115
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A PP6-ASK3 Module Coordinates the Bidirectional Cell Volume Regulation under Osmotic Stress (2018)
  • Author(s): Watanabe Kengo、Umeda Tsuyoshi、Niwa Kuniyoshi、Naguro Isao、Ichijo Hidenori
  • Journal Title: Cell Reports Volume: 22 Issue: 11 Pages: 2809-2817
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2018.02.045
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] mASKing cancer cells in a tumor microenvironment (2018)
  • Author(s): Kamiyama Miki、Naguro, Isao、Ichijo Hidenori
  • Journal Title: Cell Cycle Volume: 17 Issue: 2 Pages: 139-140
  • DOI: 10.1080/15384101.2017.1407402
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] TRIM48 promotes ASK1 activation and cell death through ubiquitination-dependent degradation of the ASK1 negative regulator PRMT1. (2017)
  • Author(s): Hirata, Y., Katagiri, K., Nagaoka, K., Morishita, T., Kudoh, Y., Hatta, T., Naguro, I., Kano, K., Udagawa, T., Natsume, T., Aoki, J., Inada, T., Noguchi, T., Ichijo, H., Matsuzawa, A.
  • Journal Title: Cell Rep. Volume: 21 Issue: 9 Pages: 2447-2457
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2017.11.007
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Cold stress‐induced ferroptosis involves the ASK1‐p38 pathway (2017)
  • Author(s): Hattori Kazuki、Ishikawa Hiroyuki、Sakauchi Chihiro、Takayanagi Saki、Naguro Isao、Ichijo Hidenori
  • Journal Title: EMBO reports Volume: 18 Issue: 11 Pages: 2067-2078
  • DOI: 10.15252/embr.201744228
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] ASK1 facilitates tumor metastasis through phosphorylation of an ADP receptor P2Y12 in platelets. (2017)
  • Author(s): Kamiyama, M., Shirai, T., Tamura, S., Suzuki-Inoue, K., Ehata, S., Takahashi, K., Miyazono, K., Hayakawa, Y., Sato, T., Takeda, K., Naguro, I., Ichijo, H.
  • Journal Title: Cell Death and Differentiation Volume: 24 Issue: 12 Pages: 2066-2076
  • DOI: 10.1038/cdd.2017.114
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of apoptosis signal-regulating kinase-1 in house dust miteinduced allergic asthma in mice (2017)
  • Author(s): Maruoka, S., Gon, Y., Mizumura, K., Okamoto, S., Tsuya, K., Shikano, S., Soda, K., Naguro, I., Ichijo, H. and Hashimoto, S.
  • Journal Title: Allergology International Volume: 66 Issue: Supplement.1 Pages: S50-S52
  • DOI: 10.1016/j.alit.2017.05.007
  • NAID: 130006182289
  • ISSN: 1323-8930, 1440-1592
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ASK family and cancer (2017)
  • Author(s): Ryuno, H., Naguro, I. and Kamiyama, M.
  • Journal Title: Adv. Biol. Regul. Volume: 66 Pages: 72-84
  • DOI: 10.1016/j.jbior.2017.05.003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mitogen-activated protein kinases as key players in osmotic stress signaling. (2016)
  • Author(s): Zhou, X., Naguro, I., Ichijo, H. and Watanabe, K.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Acta Volume: 1860 Issue: 9 Pages: 2037-2052
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2016.05.032
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Osmotic stress induces the phosphorylation of WNK4 Ser575 via the p38MAPK-MK pathway. (2016)
  • Author(s): Maruyama J, Kobayashi Y, Umeda T, Vandewalle A, Takeda K, Ichijo H, Naguro I.
  • Journal Title: Sci. Rep. Volume: 6 Issue: 1 Pages: 18710-18710
  • DOI: 10.1038/srep18710
  • NAID: 120006987229
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 浸透圧ストレス応答を担う シグナル伝達分子の同定と解析 (2018)
  • Author(s): 名黒 功
  • Organizer: 広島大学 分子細胞情報学セミナー
  • Invited
• [Presentation] 細胞の浸透圧ストレス応答の分子メカニズム～高浸透圧で形成されるASK3グラニュールの解析～ (2017)
  • Author(s): 名黒 功
  • Organizer: 第2回日本メカノバイオロジー学会
  • Place of Presentation: 京都大学（京都府、京都市）
  • Year and Date: 2017-03-14
• [Presentation] 抗腫瘍性免疫におけるASK1の機能解析 (2017)
  • Author(s): 布施耕介、神山美樹、名黒功、一條秀憲
  • Organizer: 第21回日本がん分子標的治療学会学術集会
• [Presentation] 血小板と血管内皮細胞におけるASK1が協調的に肺へのがん転移を制御する (2017)
  • Author(s): 神山美樹、名黒功、一條秀憲
  • Organizer: 第21回日本がん分子標的治療学会学術集会
• [Presentation] NAMPT and RNF146 regulates the bidirectional cell volume regulator, ASK3 (2017)
  • Author(s): Watanabe, K., Naguro, I. and Ichijo, H.
  • Organizer: FASEB NAD+ -Metabolism and Signaling-
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Death pattern shift from apoptosis to parthanatos regulated by the strength of oxicative stress and ASK1 signaling (2017)
  • Author(s): Nishida, T., Naguro, I. and Ichijo, H.
  • Organizer: FASEB NAD+ -Metabolism and Signaling-
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ネクローシスにおけるASK1シグナル (2017)
  • Author(s): 服部一輝、名黒功、一條秀憲
  • Organizer: 第26回日本Cell Death学会学術集会
• [Presentation] 血小板と血管内皮細胞におけるASK1が協調的に肺へのがん転移を制御する (2017)
  • Author(s): 神山美樹、大亀美桜、古川夏輝、名黒功、一條秀憲
  • Organizer: 第76回日本癌学会学術総会
• [Presentation] レポーターマウスを用いた浸透圧応答性キナーゼASK3の組織発現分布の解析 (2017)
  • Author(s): 名黒功、小原圭吾、一條秀憲
  • Organizer: ConBio2017
• [Presentation] PP6-ASK3モジュールは浸透圧ストレス応答の重要な変換器である (2017)
  • Author(s): 渡邊謙吾、名黒功、一條秀憲
  • Organizer: ConBio2017
• [Presentation] 血小板におけるASK1がADP受容体P2Y12のリン酸化を介して肺へのがん転移を制御する (2017)
  • Author(s): 神山美樹、名黒功、一條秀憲
  • Organizer: ConBio2017
• [Presentation] 新規細胞体積調節分子ASK3と制御分子mGluR5の同定 (2017)
  • Author(s): 丹羽國祥(渡邊謙吾)、渡邊謙吾、名黒功、一條秀憲
  • Organizer: ConBio2017
• [Presentation] 酸化ストレス強度依存的な細胞死パターンシフトの解析 (2017)
  • Author(s): 西田卓人、名黒功、一條秀憲
  • Organizer: ConBio2017
• [Presentation] Scribble欠損誘導性細胞競合モデルにおける細胞遊走因子の関与 (2017)
  • Author(s): 小川基行、河原崎陽介、名黒功、一條秀憲
  • Organizer: ConBio2017
• [Presentation] 抗腫瘍性免疫におけるASK1の機能解析 (2017)
  • Author(s): 布施耕介、神山美樹、名黒功、一條秀憲
  • Organizer: ConBio2017
• [Presentation] 新規 NFAT5核内移行制御因子 HES1の高浸透圧環境における機能解析 (2017)
  • Author(s): 立野浩輝、名黒功、一條秀憲
  • Organizer: ConBio2017
• [Presentation] がん細胞におけるASK1ががん転移時に果たす機能の解析 (2017)
  • Author(s): 大亀美桜、神山美樹、名黒功、一條秀憲
  • Organizer: ConBio2017
• [Presentation] 血管内皮細胞におけるASK1が肺へのがん転移を制御する (2017)
  • Author(s): 古川夏輝、神山美樹、名黒功、一條秀憲
  • Organizer: ConBio2017
• [Presentation] 細胞競合におけるFGF1及びFGF21によるScribble欠損細胞の排除機構の解析 (2017)
  • Author(s): 小川基行、河原崎陽介、中村俊崇、名黒功、一條秀憲
  • Organizer: 第3回メカノバイオロジー学会
• [Presentation] Scribble KDによるSARM1の発現上昇が細胞脆弱性を誘導する (2017)
  • Author(s): 河原崎陽介、小川基行、中村俊崇、名黒功、一條秀憲
  • Organizer: 第3回メカノバイオロジー学会
• [Presentation] 浸透圧ストレス応答性キナーゼASK3のシグナル伝達機構と生理的役割 (2016)
  • Author(s): 名黒 功、一條 秀憲
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県、横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] 高浸透圧ストレス下形成されるASK3顆粒構成因子の解析 (2016)
  • Author(s): 椎崎 繁、名黒 功、一條 秀憲
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県、横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] NADによる高浸透圧ストレス依存的ASK3不活性化制御 (2016)
  • Author(s): 渡邊 謙吾、名黒 功、一條 秀憲
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県、横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] 細胞膨張感知分子を同定するためのゲノムワイドsiRNAスクリーニング (2016)
  • Author(s): 丹羽 國祥、渡邊 謙吾、名黒 功、一條 秀憲
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県、横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] 浸透圧応答性キナーゼASK3のプロテアソームによる活性制御 (2016)
  • Author(s): 周 翔宇、渡邊 謙吾、名黒 功、一條 秀憲
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県、横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] NFAT5の浸透圧依存的な核内移行制御因子としてのHES1の同定 (2016)
  • Author(s): 立野 浩輝、名黒 功、一條 秀憲
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県、横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] 両方向性の浸透圧ストレスを統御するASK3の研究 (2016)
  • Author(s): 名黒 功
  • Organizer: 第89回日本生化学会大会 奨励賞受賞講演
  • Place of Presentation: 仙台国際センター/東北大学川内キャンパス（宮城県、仙台市）
  • Year and Date: 2016-09-25
  • Invited
• [Presentation] 細胞の浸透圧ストレス応答機構解明を目指したゲノムワイドsiRNAスクリーニング (2016)
  • Author(s): 名黒 功
  • Organizer: 第1回メカノバイオロジー学会
  • Place of Presentation: 北海道札幌市（北海道大学）
  • Year and Date: 2016-03-01
• [Presentation] ゲノムワイドsiRNAスクリーニングによるASK3を介したRVD経路の制御分子の網羅的探索 (2015)
  • Author(s): 丹羽 國祥、渡邊 謙吾、名黒 功、一條 秀憲
  • Organizer: BMB 2015
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市（神戸国際展示場）
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] PP6・NAMPTによるASK3不活性化は高浸透圧ストレス下の細胞体積回復・生存に重要である (2015)
  • Author(s): 渡邊 謙吾、名黒 功、一條 秀憲
  • Organizer: BMB 2015
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市（神戸国際展示場）
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] 高浸透圧ストレスにより形成されるASK3グラニュール構成因子の探索 (2015)
  • Author(s): 椎崎 繁、名黒 功、吉田 優、細谷 孝充、一條 秀憲
  • Organizer: BMB 2015
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市（神戸国際展示場）
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] 高浸透圧ストレス認識機構解明のためのNFAT5を指標とするgenome-wide siRNA screening (2015)
  • Author(s): 花房 雄介、名黒 功、一條 秀憲
  • Organizer: BMB 2015
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市（神戸国際展示場）
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] ストレス応答MAP3K分子ASK3のアセトアミノフェン誘導生肝障害への関与 (2015)
  • Author(s): 町田 俊也、名黒 功、一條 秀憲
  • Organizer: BMB 2015
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市（神戸国際展示場）
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Book] Advances in Biological Regulation (2017)
  • Author(s): Guest Editors: Hidenori Ichijo and Isao Naguro
  • Total Pages: 90
  • Publisher: Elsevier
• [Book] 実験医学増刊”知る・見る・活かす！シグナリング研究2015” (2015)
  • Author(s): 名黒 功
  • Total Pages: 214
  • Publisher: 羊土社
• [Remarks] 東京大学大学院 薬学系研究科 細胞情報学教室
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~toxicol/index.html
• [Remarks] 細胞情報学教室
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~toxicol/index.html