細胞の増殖と分化におけるMARE依存的転写制御の役割

• Project/Area Number: 20012004
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 本橋 ほづみ Tohoku University, 大学院・医学系研究科, 准教授 (00282351)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥10,200,000 (Direct Cost: ¥10,200,000); Fiscal Year 2009: ¥5,100,000 (Direct Cost: ¥5,100,000); Fiscal Year 2008: ¥5,100,000 (Direct Cost: ¥5,100,000)
• Keywords: 細胞増殖 / 巨核球 / 胞体突起形成 / 転写因子 / 細胞死 / 酸化ストレス

Research Abstract

本研究では、MARE依存的た転写制御の多様性とダイナミックな変動のメカニズムを明らかにすることを通して、細胞のがん化とその進展におけるNrf2-小Mafの貢献を明らかにすることを目的とする。
Nrf2のsmall interfering RNA(siRNA)を用いてエレクトロポレーション伝でノックダウンした際に、A549細胞の増殖はトランスフェクション後24時間から72時間までコントロールに比較して有意に抑制さけた。次に3種類のNrf2のsiRNAを用いて同様にノックダウンを行い、24時間後のtotal RNAを用いてマイクロアレイ解析を施行した。その結果、既知のNrf2の標的遺伝子である抗酸化酵素(NQO1, GPX2, GSTA2, GSTA5 etc)や解毒化酵素(HMOX1, TXNRD1, GCLM etc)の一群の他にSPP1(osteontin)やFGF7(Keratinocvte growth factor)といった増殖因子が有意に抑制されていることが判明した。実際に定量PCRを施行しこれらの潰伝子のmRNAが有意に抑制されていることを確認した
Osteopontin遺伝子のプロモーター領域にはNrf2が小Maf群因子とヘテロ二量体を形成して結合するARE(antioxidant responsive element)領域が存在することが確認されており、同部位で抗Nrf2抗体存用いてクロマチン免疫沈降法(chromatin immunoprecipitation assay)を施行した。その結果Nrf2がosteopontin遺伝子のプロモーター領域に直接結合していることを確認した
本研究において、幅広い悪性腫瘍で増殖促進因子として働くことが報告されているosteopontinが、ヒト肺癌細胞株においてNrf2の直接の標的遺伝子であることを確認した。これはNrf2か癌細胞の増殖を促進している機序の一端を説明している可能性が高い。

Research Products

• [Journal Article] Genetic analysis of hierarchical regulation for Gatal and NF-E2 p45 gene expression in megakaryopoiesis (2010)
  • Author(s): Takayama M, Fujita R, Suzuki M, Okuyama R, Aiba S, Motohashi H, Yamamoto M.
  • Journal Title: Mol Cell Biol (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The selective autophagy substrate p62 activates the stress response transcription factor Nrf2 through inactivation of Keap1 (2010)
  • Author(s): Komatsu M, Kurokawa H, Waguri S, Taguchi K, Kobayashi A, Ichimura Y, Sou Y.-S., Ueno I, Sakamoto A, Tong KI, Kim M, Nishito Y, Iemura S.-i., Natsume T, Ueno T, Kominami E, Motohashi H, Tanaka K, Yamamoto M.
  • Journal Title: Nat Cell Biol 12 Pages: 213-223
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NF-E2 domination over Nrf2 promotes ROS accumulation and megakaryocytic maturation (2010)
  • Author(s): Motohashi H, Kimura M, Fujita R, Inoue A, Pan X, Takayama M, Katsuoka F, Aburatani H, Bresnick EH, Yamamoto M.
  • Journal Title: Blood 115 Pages: 677-686
  • NAID: 40019431698
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural basis of alternative DNA recognition by Maf transcription factors (2009)
  • Author(s): Kurokawa H, Motohashi H, Sueno S, Kimura M, Takagawa H, Kanno Y, Yamamoto M, Tanaka T.
  • Journal Title: Mol Cell Biol 23 Pages: 6232-6244
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Constitutively active aryl hydrocarbon receptor expressed in T cells increases immunization-induced IFN-γ production in mice but does not suppress T_h2-cytokine production or antibody production (2009)
  • Author(s): Nohara K, Suzuki T, Ao K, Murai H, Miyamoto Y, Inouye K, Pan X, Motohashi H, Fujii-Kuriyama Y, Yamamoto M, Tohyama C.
  • Journal Title: Int Immunol 21 Pages: 769-777
  • NAID: 10025387030
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 巨核球分化過程におけるストレス応答とその調節機構 (2009)
  • Author(s): 本橋ほづみ
  • Journal Title: 生化学 (印刷中)
  • NAID: 10025188147
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Physiological significance of reactive cysteine residues of Keapl in deter mining Nrf2 activity (2008)
  • Author(s): Yamamoto, T., Suzuki, T., Kobayashi, A., Wakabayashi, J., Maher, J., Motohashi. H., and Yamamoto, M
  • Journal Title: Mol. Cell. Biol. 28 Pages: 2758-2770
  • Peer Reviewed
• [Presentation] マウス胎生期における小Maf群因子の機能 (2009)
  • Author(s): 勝岡史城、中山博未、本橋ほづみ、Engel JD, 山本雅之
  • Organizer: 日本生化学会東北支部第75回例会・シンポジウム
  • Place of Presentation: 東北大学、仙台
  • Year and Date: 2009-05-09
• [Presentation] Modulation of megakaryocytic gene expression by electrophiles as a potential anti-platelet therapy (2009)
  • Author(s): 本橋ほづみ
  • Organizer: NAPA 2009
  • Place of Presentation: Jeju, Korea
• [Presentation] Identification of the target genes of transcription factor NF-E2 p45 in megakaryocytes (2009)
  • Author(s): 藤田理恵, 本橋ほづみ, 油谷浩幸, 山本雅之
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
• [Presentation] TGF-beta suppresses transcription of Heme Oxigenase-1 through induction of MafK and Bach1 (2009)
  • Author(s): 沖田結花里, 鴨志田敦, 鈴木裕之, 伊東健, 本橋ほづみ, 五十嵐和彦, 山本雅之, 加藤光保
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
• [Presentation] Nrf2 is degraded by Keap1-independent proteasome pathway in the absende of small Maf proteins (2009)
  • Author(s): 勝岡史城, 中山博未, 本橋ほづみ, 山本雅之
  • Organizer: 第32回日本会子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
• [Presentation] NF-E2 p45 N-terminal Region Is Essential for Transactivation Mediating Thrombogenesis (2009)
  • Author(s): 高山昌理子, 藤田理恵, 本橋ほづみ, 山本雅之
  • Organizer: Tohoku University Global COE for Conquest of Signal Transduction Diseases with "Network Medicine"
  • Place of Presentation: Gonryo-kaikan, Sendai
• [Presentation] Nrf2 is degraded by Keap1-independent degradation pathway in the absence of small Maf proteins (2009)
  • Author(s): 勝岡史城, 本橋ほづみ, 中山博未, 山本雅之
  • Organizer: 21st Century Advances in the Molecular Toxicology of Environmental Chemicals and Pathogenesis of Disease
  • Place of Presentation: University of Tokyo, Tokyo
• [Presentation] マウス胎生期における小Maf群因子の機能 (2009)
  • Author(s): 中山博未, 勝岡史城, 本橋ほづみ, 山本雅之
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
• [Presentation] 血小板形成における転写因子NF-E2 p45 N末端領域の重要性 (2009)
  • Author(s): 高山昌理子, 井上あい, 藤田理恵, 本橋ほづみ, 山本雅之
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
• [Presentation] Double-edged Sword of the Nrf2-Keap1 Stress Response System ; Carcino genesis and Cancer Chemoprevention (2009)
  • Author(s): Masayuki Yamamoto, Tatsuhiro Shibata, Ohta Tsutomu, Kit Tong, Hirofumi Kurokawa, Takafumi Suzuki, Keiko Taguchi, Hozumi Motohashi
  • Organizer: 第68回 日本癌学会学術総会シンポジウム
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
• [Presentation] 生体におけるKeap1/Nrf2制御系の機能貢献と応答機構 (2009)
  • Author(s): 本橋ほづみ、藤田理恵、鈴木隆史、Kit T.Tong、黒河博文、山本雅之
  • Organizer: 第62回日本酸化ストレス学会学術集会
  • Place of Presentation: 九州大学百年講堂
• [Presentation] Gatal gene hematopoietic regulatory domain directs functionally sufficient expression of NF-E2 p45 in megakaryocytes (2009)
  • Author(s): Motohashi H, Takayama M, Fuj ita R, Katsuoka F, Suzuki M an d Yamamoto M
  • Organizer: Gordon Research Conference on Cell Bioligy of Megakarvocvtes & Platelets
  • Place of Presentation: Galveston, Texas USA
• [Presentation] Crystal structure of MafG in complex with iys cognate DNA (2008)
  • Author(s): Kurokawa H, Sueno S, Kimura M, Motohashi H, Yamamoto M, and Tanaka T
  • Organizer: The 21^<st> Naito conference on Nuclear Dynamics a nd RNA [I]
  • Place of Presentation: Yatsugatake, Japan
• [Presentation] Physiological role of Keapl S-guanylation by 8-nitroguanosine 3', 5'-cyclic monophosphate formed in C6 glioma cells (2008)
  • Author(s): Fujii S, Sawa T, Okamoto T, Ihara H, Motohashi H, Yamamoto M, and Akaike T
  • Organizer: Fifth International Conference Biology, Chemistry a nd Therapeutic Applications of Nitric Oxide
  • Place of Presentation: Festspielhaus Bregenz, Austria
• [Presentation] Nitric oxide-dependent sulfhydryl modification of Keapl by 8-nitroguanosine 3', 5'-cyclic monophosphate (2008)
  • Author(s): Sawa T, Fujii S, Irie A, Okamoto T, Motohashi H, Yamamoto M, and Akaike T
  • Organizer: Fifth International Conference Biology, Chemistry and Therapeutic Applications of Nitric Oxide
  • Place of Presentation: Festspielhaus Bregenz, Austria
• [Presentation] NF-E2 enhances accumulation of reactive exygen species and promotes megakaryocytic terminal differentiation (2008)
  • Author(s): Motohashi H, Takayama M, Fujita R, Katsuoka F, and Yamamot o M
  • Organizer: 16^<th> Conference on Hemoglobin Switching
  • Place of Presentation: Asilomar Conference Center, Monterey, California USA
• [Presentation] NO依存的なニトロ化ヌクレオチド、8-ニトログアノンン3', 5'-環状1リン酸の精製を介したKeap 1チオール基の修飾 (2008)
  • Author(s): 澤智裕, 藤井重元, 入江厚, 岡本竜哉, 本橋ほづみ.山本雅之, 赤池孝章
  • Organizer: 第67回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場
• [Presentation] 巨核球分化と転写因子NF-E2による酸化ストレス蓄積プログラム (2008)
  • Author(s): 本橋ほづみ, 高山昌理子, 藤田理恵, 勝岡史城, 山本雅之
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
• [Presentation] NF-E2p45欠失マウスの巨核球系のトランスジェニックレスキュー解析 (2008)
  • Author(s): 藤田理恵, 高山昌理子, 本橋ほづみ, 山本雅之
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
• [Presentation] S-Guanylation proteomics : NOと活性酸素に依存したユニークなチオール基翻訳後修飾 (2008)
  • Author(s): 澤智裕, 藤井重元, 入江厚, 岡本竜哉, 居原秀, 本橋ほづみ, 山本雅之, 赤池孝章
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
• [Presentation] 新規環状ヌクレオチド8-ニトログアノシン3', 5'-環状1リン酸による転写制御因子Keap1のS-グアニル化とその酸化ストレス応答における役割 (2008)
  • Author(s): 藤井重元, 澤智裕, 岡本竜哉, 居原秀, 本橋ほづみ, 山本雅之, 赤池孝章
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
• [Presentation] 小Maf群因子3重欠損細胞レスキュー系の確立と同系を用いた小Maf群因子の機能解析 (2008)
  • Author(s): 勝岡史城, 中山博未, 本橋ほづみ, 山本雅之
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
• [Presentation] 血小板分化におけるプロリン異性化控訴Pin1の機能解析 (2008)
  • Author(s): 鈴木伸幸, 小野栄夫, 北沢博, 本橋ほづみ, 原田彰宏, 秋山弘匡, 内田隆史
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド