| Project/Area Number |
19K07364
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 48040:Medical biochemistry-related
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
横田 崇 金沢大学, 医学系, 協力研究員 (50134622)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤木 紀之 金沢大学, 医学系, 准教授 (70532183)
上田 篤 金沢大学, 医学系, 助教 (90728560)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | ES細胞 / STAT3 / ミトコンドリア / 多能性幹細胞 |
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| Outline of Research at the Start |
マウスES細胞の自己複製は転写因子STAT3の活性が重要である。最近の研究から、STAT3は核内で転写因子として機能するほか、ミトコンドリアに移動し機能性タンパク質として細胞の増殖を制御する機能が知られている。本研究では核STAT3とミトコンドリアSTAT3の機能をそれぞれ解析し、マウスES細胞の根幹を制御する新たな分子機構に迫る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は転写因子STAT3の新たな機能の場をミトコンドリアと捉え、転写因子としてではなく、ミトコンドリアの機能性タンパク質として解析するアプローチを採用している。今までの研究から、ES細胞の自己複製にはSTAT3が重要な役割を果たしており、STAT3を人為的に活性化することで自己複製することを報告している。近年、5-10%のSTAT3はミトコンドリアに移行し、膜透過性遷移孔（mPTP）の開閉を制御することで細胞死を抑制する機能が示された。本研究では、ES細胞のSTAT3は、単に転写因子としてだけではなく、ミトコンドリアで機能性タンパク質として細胞死を抑制し、エネルギー産生に関与することで自己複製維持に関与している可能性を考え、当該研究課題を遂行している。
STAT3を強制的にミトコンドリアに移行させる目的で、ミトコンドリア移行シグナル（MLS）の付加を試みた。具体的にはヒトCOX8Aタンパク質に含まれるMLS（N末端側の29アミノ酸）をSTAT3のN末端側に導入した。さらにMLSの有無によるSTAT3の細胞内局在の変化を視覚的に観察する目的で、STAT3のC末端側にEGFPを融合させた（MLS-STAT3-EGFPもしくはSTAT3-EGFP）。これらを発現ベクターに挿入し、ES細胞に遺伝子導入した。STAT3-EGFPの細胞内局在を観察したところ、LIF刺激がないと細胞全体にシグナルが観察されるのに対し、LIF刺激により核への移行が確認された。一方、MLS-STAT3-EGFPは、LIF刺激の有無に関わらず細胞質内でドット状に観察された。このシグナルの一部は、MitoTracker（生細胞のミトコンドリアに選択的に蓄積する蛍光色素）と一致した。今後、これらの発現ベクターを利用することでES細胞におけるミトコンドリアでのSTAT3の機能解析が期待できる。
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