ゴルジ体ストレスシグナルに着目した新たな老年病発症メカニズムの解析

• Project/Area Number: 19H04030
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 大橋 憲太郎 岐阜大学, 工学部, 准教授 (50332953)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石垣 診祐 滋賀医科大学, 神経難病研究センター, 教授 (40378170) ; 高島 茂雄 岐阜大学, 糖鎖生命コア研究所, 准教授 (50537610) ; 天谷 文昌 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60347466) ; 内尾 こずえ 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 創薬資源研究支援センター, 主任研究員 (70373397)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000); Fiscal Year 2023: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2021: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2020: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2019: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: ゴルジ体ストレス / ATF6/CREB3 family / ERAD / FAM143B / 小胞体ストレス / 小胞体関連分解 / CREB3ファミリー / CREB3 / CREB3L2 / FAM134B / ATF6/CREB3ファミリー / TFE3 / ERストレス

Outline of Research at the Start

小胞体で合成された因子が集積し、各種修飾や細胞内の各部位へ輸送を司る『ゴルジ体』の異常と老年性疾患の関連を明らかにする。本研究では、ゴルジ体ストレスセンサーの一つとされるCREB3を中心として検討し、CREB3の活性化制御及び標的因子の解明を行う。それにより、ゴルジストレス応答の包括的理解と加齢性疾患の関わりについて理解を深め、ゴルジ体異常を起因とする疾患に対する新たな予防・治療法の提案を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

これまでの知見をもとに、小胞体局在性ユビキチンリガーゼHrd1, gp78を欠損したHEK293細胞を用いて、SEL1L欠損細胞におけるATF6/CREB3 familyタンパク質発現と比較検討した。また、小胞体・ゴルジ体ストレスセンサーであるATF6/CREB3 familyとは異なる構造であるNrf1タンパク質との比較も行い、マンノーストリミングの寄与について解析を行った。また、human CREB3L2の各種欠損・変異発現コンストラクトを作製し、TXNDC11やEDEM2によるマンノーストリミングやその後の分解制御についての検討も試みた。
また、小胞体関連分解と異なる小胞体制御機構のERファジー関連因子FAM134Bについても検討するために、FAM134B欠損Neuro2a細胞を樹立した。樹立した細胞株を用いて、小胞体ストレスおよびゴルジ体ストレス応答能を比較検討したが、FAM134B欠損による影響は見られなかった。
また、BFAとは異なるゴルジ体ストレス誘導剤として使用してきたキク科植物由来化合物OSW-1のストレス刺激についても、更なる検討を行った。OSW-1刺激は、その標的とされるOSBPタンパク質を有意に減少させたことから、OSBPがOSW-1毒性の主要な標的と考え、OSBP欠損Neuro2a細胞を樹立解析したものの、OSBP欠損の効果は見出せなかった。そこで、OSW-1による細胞毒性について、他の癌細胞株にて検討を行った。その結果、TFE3/TFEB活性化やLC3の変化はNeuro2a細胞で見られたものと類似であった。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Molecular characterization of the ER stress-inducible factor CRELD2 (2024)
  • Author(s): Shohei Hinaga, Mahmoud Kandeel, Kentaro Oh-hashi
  • Journal Title: Cell Biochemistry Biophysics Volume: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Elucidation of OSW-1-Induced Stress Responses in Neuro2a Cells (2023)
  • Author(s): Oh-hashi Kentaro、Nakamura Hibiki、Ogawa Hirotaka、Hirata Yoko、Sakurai Kaori
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 24 Issue: 6 Pages: 5787-5787
  • DOI: 10.3390/ijms24065787
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Abnormal glomerular basement membrane maturation impairs mesangial cell differentiation during murine postnatal nephrogenesis (2023)
  • Author(s): Uchio-Yamada Kozue、Yasuda Keiko、Oh-Hashi Kentaro、Manabe Noboru
  • Journal Title: American Journal of Physiology-Renal Physiology Volume: 324 Issue: 1 Pages: F124-F134
  • DOI: 10.1152/ajprenal.00192.2022
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular characterization of wild-type and HSAN2B-linked FAM134B (2023)
  • Author(s): Kanamori Akane、Hinaga Shohei、Hirata Yoko、Amaya Fumimasa、Oh-hashi Kentaro
  • Journal Title: Molecular Biology Reports Volume: 50 Issue: 7 Pages: 6005-6017
  • DOI: 10.1007/s11033-023-08517-y
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Regulation of the ER-Resident Mannosidase EDEM2 in HEK293 Cells (2023)
  • Author(s): Murase Ryoichi、Kato Genki、Oh-hashi Kentaro
  • Journal Title: BPB Reports Volume: 6 Issue: 6 Pages: 193-199
  • DOI: 10.1248/bpbreports.6.6_193
  • ISSN: 2434-432X
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Expression analysis and functional characterization of thioredoxin domain-containing protein 11 (2022)
  • Author(s): Murase Ryoichi、Yamamoto Ayumi、Hirata Yoko、Oh-hashi Kentaro
  • Journal Title: Molecular Biology Reports Volume: 49 Issue: 11 Pages: 10541-10556
  • DOI: 10.1007/s11033-022-07932-x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hypomorphic mutation of PEX3 with peroxisomal mosaicism reveals the oscillating nature of peroxisome biogenesis coupled with differential metabolic activities (2022)
  • Author(s): Takashima Shigeo、Fujita Haruka、Toyoshi Kayoko、Ohba Akiko、Hirata Yoko、Shimozawa Nobuyuki、Oh-hashi Kentaro
  • Journal Title: Molecular Genetics and Metabolism Volume: 137 Issue: 1-2 Pages: 68-80
  • DOI: 10.1016/j.ymgme.2022.07.008
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular characterization of mouse CREB3 regulatory factor in Neuro2a cells. (2021)
  • Author(s): Oh-hashi K, Hasegawa T, Naruse Y, Hirata Y
  • Journal Title: Mol Biol Rep. Volume: 48 Issue: 7 Pages: 5411-5420
  • DOI: 10.1007/s11033-021-06543-2
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comparative Analysis of CREB3 and CREB3L2 Protein Expression in HEK293 Cells. (2021)
  • Author(s): Oh-hashi K, Yamamoto A, Murase R, Hirata Y
  • Journal Title: Int J Mol Sci Volume: 22 Issue: 5 Pages: 2767-2767
  • DOI: 10.3390/ijms22052767
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Characterization of IRE1α in Neuro2a cells by pharmacological and CRISPR/Cas9 approaches. (2020)
  • Author(s): Oh-Hashi K, Kohno H, Kandeel M, Hirata Y
  • Journal Title: Mol Cell Biochem. Volume: 465(1-2) Issue: 1-2 Pages: 53-64
  • DOI: 10.1007/s11010-019-03666-w
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Regulation of the ER-bound transcription factor Luman/CREB3 in HEK293 cells. (2019)
  • Author(s): Oh-Hashi K, Takahashi K, Hirata Y.
  • Journal Title: FEBS Lett. Volume: 593(19) Issue: 19 Pages: 2771-2778
  • DOI: 10.1002/1873-3468.13535
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Elucidation of the Molecular Characteristics of Wild-Type and ALS-Linked Mutant SOD1 Using the NanoLuc Complementation Reporter System. (2019)
  • Author(s): Oh-Hashi K, Hirata Y
  • Journal Title: Appl Biochem Biotechnol. Volume: 190(2) Issue: 2 Pages: 674-685
  • DOI: 10.1007/s12010-019-03114-x
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Neuro2a細胞におけるOSW-1誘導性ストレス応答の解析 (2023)
  • Author(s): 中村響、櫻井香里、大橋憲太郎
  • Organizer: 日本薬学会東海支部合同学術大会
• [Presentation] ERファジー受容体FAM134Bの性状解析 (2023)
  • Author(s): 金森朱音、大橋憲太郎
  • Organizer: 日本薬学会東海支部合同学術大会
• [Presentation] HEK293細胞におけるER局在性転写因子Luman/CREB3の調節 (2019)
  • Author(s): 高橋 貫人 , 平田 洋子 , 大橋 憲太郎
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会