Regulation of signal response through a novel DKK1 receptor "CKAP4"
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20K07311
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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 | Osaka University |
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Principal Investigator |
山本 英樹 大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教授 (20372691)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐田 遼太 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (60869783)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 小胞輸送 / 受容体 / 小胞体 / 細胞膜 / 細胞応答 / 分泌タンパク質 / 細胞内トラフィック |
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| Outline of Research at the Start |
私共が所属する研究室は分泌タンパク質DKK1の結合分子として同定した一回膜貫通型タンパク質のCKAP4がDKK1の新規受容体として機能し、DKK1-CKAP4シグナルが細胞増殖を促進することを見出した。これまでに、CKAP4が細胞膜上の脂質ラフト(界面活性剤不溶性の膜微小領域)や細胞外分泌小胞のエクソソームに局在することを明らかにしているがDKK1-CKAP4シグナルが細胞増殖を促進する分子機構は不明であった。本研究において、CKAP4の細胞膜上の脂質ラフトやエクソソームへの輸送機構とCKAP4による細胞増殖機構を解析し、DKK1-CKAP4シグナル経路による細胞応答の制御機構を解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
私が所属する研究室では主に小胞体(ER)に局在するCKAP4が細胞膜にも局在し、DKK1受容体として機能することを見出したがCKAP4がERに停留する機構や細胞膜 へ輸送される機構は不明であった。昨年度まで、S2-CP8細胞においてトランスゴルジ膜画分と細胞膜画分のCKAP4の結合分子として同定したAnnexin A2とCKAP4の 細胞膜局在との関連を解析した。その結果、Annexin A2はCKAP4の細胞質領域と結合することにより、CKAP4の細胞膜への輸送を制御すること、その輸送制御にはAnnexin A2のC末端側に存在するリン脂質結合部位が必要であることを明らかにした。本年度はCKAP4のERからゴルジ体への輸送とCKAP4のERへの停留の分子機構を解析した。膵がん細胞株S2-CP8細胞、あるいは肺がん細胞株A549細胞を15℃、2時間処理するとERGICに局在するCKAP4の割合が増加し、10℃、2時間処理するとER exit siteに局在する割合が増加した。COPII依存性ERからゴルジへの輸送を制御するMIA3をノックダウンすると37℃処理においてもCKAP4はERに局在した。一方、COPIを構成するサブユニットのβ-COPをノックダウンすると15℃、2時間処理してもERGICとゴルジ体に局在する割合が37℃処理と変わらず、ERGICに局在するCKAP4の割合が増加しなかった。また、Annexin A2の発現抑制によって、DKK1依存性のAKT活性化が抑制された。したがって、１）ERからCOPIIを介してゴルジ体に輸送されたCKAP4が細胞膜に輸送されることがDKK1-CKAP4-AKTシグナル活性化に必要であること、２）ゴルジ体からCOPIを介してERに輸送され、ERに停留することが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
私はこれまで未知であったCKAP4のERに停留する機構や細胞膜への輸送機構を明らかにしつつあり、これらの研究成果を令和5年度に論文投稿する予定である。昨年度、DKK1によるCKAP4のエンドサイトーシスとリサイクリングにおいて、CKAP4のパルミチン酸化は関連しないことを明らかにしたが、これらの研究成果はTranslational Lung Cancer Researchに掲載された。したがって、当初の計画通り、おおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでにCKAP4がERに停留する機構や細胞膜への輸送機構を解析し、Annexin A2を介してCKAP4が細胞膜へ輸送される機構を明らかにしてきた。今後はCKAP4がERに係留する分子機構の詳細を明らかにしていく予定である。具体的にはCOPI以外の経路がCKAP4のERへの停留に関連するかをRab6やMIA3等のノックダウン実験によって解析する。また、CKAP4の細胞質領域の欠失変異体の恒常発現株を作製したので、CKAP4のどの領域がCKAP4のERの停留に関与するかを明らかにする。最終的にERにおいて合成されたCKAP4がいかにして細胞膜へ輸送されるのか、あるいはERに停留するのか、その分子機構を明らかにする。本年度、これらの研究成果を投稿する予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(8 results)
