単量体CXCR4作出によるケモカインレセプター多量体形成の生物学的意義検討の試み

• Project/Area Number: 21659065
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: General pharmacology
• Research Institution: National Institute of Infectious Diseases
• Principal Investigator: 駒野 淳 国立感染症研究所, エイズ研究センター第3室, 主任研究官 (60356251)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2010: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2009: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: CXCR4 / GPCR / 単量体 / ケモカイン / レセプター / G蛋白質共役型受容体 / 多量体化 / 機能制御 / BRET法

Research Abstract

GPCR多量体化は小胞体からの脱出、細胞膜輸送、リガンド依存的/非依存的エンドサイトーシス等に関与するといわれている。多量体化の生物学的意義は、GPCR単量を作成してその機能を野生型タンパク質と比較するのが最も直接的である。実際いくつかのGPCRでは単量体GPCRを作出する事に成功し、多量体化が小胞体からの脱出やエンドサイトーシスに重要であることが判明した。しかし、全てのGPCRに共通した普遍的な多量体モチーフは同定されていない。我々はGPCRの一種であるCXCR4が多量体化することをBRET/BiFCにて実証した。これに加えて細胞質ドメインC末端付近のアミノ酸343-346が欠損すると多量体化効率が顕著に低下する事を明らかにした。本研究ではこれを基礎としてCXCR4単量体誘導体を作出して、多量体化の生理的意義の解明を試みた。その結果、厳密な意味での単量体CXCR4作出は困難であった。しかし、多量体化レベルと機能の相関を解析することにより、CXCR4多量体化の生理学的な意義の一つ
は細胞表面におけるタンパク質発現レベルの制御であることが判明した。これは定常的エンドサイトーシスの効率により決定される可能性が示唆された。欠損変異体のリガンドへの反応性は増強していた。これは細胞レベルのCXCR4のC末端欠損によって引き起こされる遺伝的疾患WHIM症候群の表現型と非常に良く似ていた。以上よりCXCR4の多量体化はリガンド依存的/非依存的エンドサイトーシスと機能的に関連することが示された。本研究結果はCXCR4多量体化の制御法開発、WHIM症候群の病態理解と治療法開発に示唆を与えるものと思われる。

Research Products

• [Journal Article] Structural and biochemical study on the inhibitory activity of derivatives of 5-nitro-furan-2-carboxylic acid for RNase H function of HIV-1 reverse transcriptase. (2011)
  • Author(s): Yanagita H, Urano E, Matsumoto K, Ichikawa R, Takaesu Y, Ogata M, Murakami T, Wu H, Chiba J, Komano J, Hoshino T.
  • Journal Title: Bioorg Med Chem. Volume: 19 Pages: 816-825
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Peptidic HIV integrase inhibitors derived from HIV gene products : structure-activity relationship studies. (2010)
  • Author(s): Suzuki S, Maddali K, Hashimoto C, Urano E, Ohashi N, Tanaka T, Ozaki T, Arai H, Tsutsumi H, Narumi T, Nomura W, Yamamoto Y, Pommier Y, Komano JA, Tamamura T.
  • Journal Title: Bioorg Med Chem. Volume: 18(18) Pages: 6771-6775
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Peptide HIV-1 integrase inhibitors from HIV-1 gene products. (2010)
  • Author(s): Suzuki S, Urano E, Hashimoto C, Tsutsumi H, Nakahara T, Tanaka T, Nakanishi Y, Maddali K, Han Y, Hamatake M, Miyauchi K, Pommier Y, Beutler JA, Sugiura W, Fuji H, Hoshino T, Itotani K, Nomura W, Narumi T, Yamamoto N, Komano JA, Tamamura H.
  • Journal Title: J Med Chem. Volume: 53(14) Pages: 5356-5360
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Improvement of lentiviral vector-mediated gene transduction by genetic engineering of the structural protein Pr55Gag. (2010)
  • Author(s): Aoki T, Shimizu S, Urano E, Futahashi Y, Hamatake M, Tamamura H, Terashima K, Murakami T, Yamamoto N, Komano J.
  • Journal Title: Gene Therapy. Volume: 17(9) Pages: 1124-1133
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Inhibition of HIV replication by a CD4-reactive Fab of an IgM cloneisolated from a healthy HIV-seronegative individual. (2010)
  • Author(s): Hamatake M, Komano J, Urano E, Maeda F, Nagatsuka Y, Takekoshi M.
  • Journal Title: Euro J Immunol. Volume: 40(5) Pages: 1504-1509
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A dominant-negative derivative of EBNAI represses EBNAI-mediated transforming gene expression during the acute phase of Epstein-Barrvirus infection independent of rapid loss of viral genome. (2010)
  • Author(s): Kariya Y, Hamatake M, Urano E, Yoshiyama H, Shimizu N, Komano J.
  • Journal Title: Cancer Sci. Volume: 101(4) Pages: 876-881
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Inhibition of HIV replication by a CD4-reactive Fab of an IgM clone isolated from a healthy HIV-seronegative individual (2010)
  • Author(s): Hamatake M, Komano J, Urano E, Maeda F, Nagatsuka Y, Takekoshi M.
  • Journal Title: European Journal of Immunology. 40(5) Pages: 1504-1509
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dys-regulated activation of a Src tyroine kinase Hck at the Golgi disturbs N-glycosylation of a cytokine receptor Fms (2009)
  • Author(s): Hassan R, Suzu S, Hiyoshi M, Takahashi-Makise N, Ueno T, Agatsuma T, Akari H, Komano J, Takebe Y, Motoyoshi K, Okada S.
  • Journal Title: Journal of Cellular Physiology. 221(2) Pages: 458-468
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Novel CXCR4 Antagonist, KRH-3955 Is an Orally Bioavailable and Extremely Potent Inhibitor of Human Immunodeficiency Virus Type 1 Infection : Comparative Studies with AMD3100 (2009)
  • Author(s): Murakami T, Kumakura S, Yamazaki T, Tanaka R, Hamatake M, Okuma K, Huang W, Toma J, Komano J, Yanaka M, Tanaka Y, Yamamoto N.
  • Journal Title: Antimicrob Agents and Chemotherapy.2009 53(7) Pages: 2940-2948
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cytokine signatures of transformed B cells with distinct EBV latencies as a potential diagnostic tool for B cell lymphoma.
  • Author(s): Miyauchi K, Urano E, Yoshiyama H, Komano J.
  • Journal Title: Cancer Sci. Volume: In press
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Protein transduction by pseudotyped lentivirus-like nanoparticles.
  • Author(s): Aoki T, Miyauchi K, Urano E, Ichikawa R, Komano J.
  • Journal Title: Gene Therapy. Volume: In press
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Improvement of lentiviral vector-mediated gene transduction by genetic engineering of the structural protein Pr55Gag
  • Author(s): Aoki T, Shimizu S, Urano E, Futahashi Y, Hamatake M, Tamamura H, Terashima K, Murakami T, Yamamoto N, Komano J.
  • Journal Title: Gene Therapy. (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A dominant-negative derivative of EBNA1 represses EBNA1-mediated transforminggene expression during the acute phase of Epstein-Barr virus infection independent of rapid loss of viral genome
  • Author(s): Kariya Y, Hamatake M, Urano E, Yoshiyama H, Shimizu N, Komano J.
  • Journal Title: Cancer Science. (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] T cell-based functional cDNA library screening identified SEC14-like 1a carboxy-terminal domain as a negative regulator of human immunodeficiency virus replication
  • Author(s): Urano E, Ichikawa R, Morikawa Y, Yoshida T, Koyanagi T, Komano J.
  • Journal Title: Vaccine. (In press)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] A Novel H-V-1Inhibitor Targeting Gag Screened by Yeast Membrane-associated 2-hybrid System (2011)
  • Author(s): Emiko Urano, N Kuramochi, K Miyauchi, H Tomoda, Y Takebe, J Komano, Y Morikawa
  • Organizer: CROI 2011 18th Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections
  • Place of Presentation: Boston, MA, USA
• [Presentation] Cytokine signatures of transformed B cells with distinct EBV latency. (2010)
  • Author(s): Jun Komano.
  • Organizer: 7th Taiwan-Japan Symposium on HIV/AIDS, Center for Disease Control Department of Health
  • Place of Presentation: National Taiwan University, College of Medicine, Taiwan
  • Year and Date: 2010-10-06
• [Presentation] Study on neutralizing antibodies against two highly variable viruses. (2010)
  • Author(s): Jun Komano.
  • Organizer: The US-Japan Cooperative Medical Science Program 23rd Joint Meeting of AIDS Panel.
  • Place of Presentation: Awaji Island, Hyogo, Japan.
  • Year and Date: 2010-09-10
• [Presentation] Development of Rnase H inhibitor associated with HIV-1 RT (2010)
  • Author(s): 駒野淳
  • Organizer: 鹿児島大学医歯学総合研究科医学研究講義特別講演会
  • Place of Presentation: 鹿児島
  • Year and Date: 2010-08-30
• [Presentation] Production of GFP-incorporated infectious pseudovirion by the N-terminal modification of HIV-1 Gag. (2010)
  • Author(s): Jun Komano, Toru Aoki, Emiko Urano, Reiko Ichikawa, Kosuke Miyauchi
  • Organizer: CSHL meeting on Retroviruses
  • Place of Presentation: Cold Spring Harbor, NY, USA
• [Presentation] A novel post-entry inhibitor of HIV-1 replication targeting the capsid domain of Gag. (2010)
  • Author(s): Emiko Urano, Noriko Kuramochi, Hiroshi Tomoda, Yutaka Takebe, Kosuke Miyauchi, Jun Komano, Yuko Morikawa.
  • Organizer: CSHL meeting on Retroviruses
  • Place of Presentation: Cold Spring Harbor, NY, USA
• [Presentation] Inhibition of HIV replication by a CD4-reactive Fab of an IgM cloneisolated from a healthy HIV-seronegative individual (2010)
  • Author(s): Jun Komano, Emiko Urano, Makiko Hamatake, Fumiko Maeda, Yasuko Nagatsuka, Masataka Takekoshi
  • Organizer: XVIII INTERNATIONAL AIDS CONFERENCE
  • Place of Presentation: Vienna, Austria
• [Presentation] A novel postentry inhibitor of Human Immunodeficiency Virus Type 1 Replication Screened by Yeast Membrane-associated Two-hybrid Systemt. (2010)
  • Author(s): Emiko Urano, Noriko Kuramochi, Kosuke Miyauchi, Reiko Ichikawa, Hiroshi Tomoda, Yutaka Takebe, Jun Komano, Yuko Morikawa
  • Organizer: The 10 th Awaji International Forum on Infection and Immunity Awaji 2010
  • Place of Presentation: Awaji Island, Hyogo, Japan
• [Presentation] HIV-1Gagを標的とする低分子化合物BMMPによるウイルスエントリー阻害機構 (2010)
  • Author(s): 浦野恵美子、倉持紀子、市川玲子、宮内浩典、供田浩、武部豊、駒野淳、森川裕子
  • Organizer: 第58回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 徳島
• [Presentation] 新規HIV-1逆転写酵素Rnase H活性阻害剤の開発 (2010)
  • Author(s): 星野忠次、柳田浩志、松元輝礁、尾潟将一、高江州善寿、浦野恵美子、市川玲子、村上努、駒野淳
  • Organizer: 第58回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 徳島
• [Presentation] EBウイルス関連血球貧食症候群モデルマウスの作製と解析 (2010)
  • Author(s): 今留謙一、矢島美沙子, 川野布由子、市川紗弓、清水則夫、中村浩幸、松田剛、駒野淳、山本直樹、藤原製悦
  • Organizer: 第58回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 徳島
• [Presentation] ハイスループットディスアセンブリーアッセイの構築 (2010)
  • Author(s): 宮内浩典、浦野恵美子、駒野淳
  • Organizer: 第58回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 徳島
• [Presentation] HIV-1遺伝子産物由来のインテグラーゼ阻害剤の創出 (2010)
  • Author(s): 橋本知恵、田中智博、浦野恵美子、尾崎太郎、新井啓之、鳴海哲夫、野村渉、Kasthuraiah Maddli、Yves Pommier、山本直樹、駒野淳、玉村啓和
  • Organizer: 第24回日本エイズ学会学術集会・総会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] HIV複製を増強するEBV感染B細胞由来のサイトカイン (2010)
  • Author(s): 宮内浩典、浦野恵美子、駒野淳
  • Organizer: 第24回日本エイズ学会学術集会・総会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 非エピトープ変異による中和抗体感受性制御を指標にしたHIV Envt定常状状態の構造解析 (2010)
  • Author(s): 滝澤万里、草川茂、北村勝彦、長縄聡、本田三男、村上利夫、山本直樹、駒野淳
  • Organizer: 第24回日本エイズ学会学術集会・総会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 新規田V-1逆転写酵素RNase H活性阻害剤開発における構造活性相関 (2010)
  • Author(s): 柳田浩志、松元輝礁、尾潟将一、高江州善寿、浦野恵美子、市川玲子、村上努、駒野淳、星野忠次
  • Organizer: 第24回日本エイズ学会学術集会・総会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] gpl20のCD4結合サイトを模倣した新規抗原分子の創製 (2010)
  • Author(s): 尾崎太郎、田中智博、橋本知恵、宮内浩典、鳴海哲生、山本直樹、駒野淳、玉村啓和
  • Organizer: 第24回日本エイズ学会学術集会・総会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] Non-coding RNA(7SK)の機能解析と機能性人工核酸としての応用 (2010)
  • Author(s): 山吉麻子、林里衣、福本裕之、小柳義夫、駒野淳、小堀哲生、村上章
  • Organizer: BMB2010(第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会)
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] Protein transduction by pseudo-lentiviral nano particles. (2010)
  • Author(s): Kosuke Miyauchi, Toru Aoki, Emiko Urano, Reiko Ichikawa, Jun Komano
  • Organizer: BMB2010(第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会)
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] The analysis of novel cyclin T 1 splice variant lacking exon 7. (2010)
  • Author(s): Emiko Urano, Kosuke Miyauchi, Jun Komano
  • Organizer: BMB2010(第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会)
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] オーミクス解析手法が次世代エイズ治療・予防法開発に与えるインパクト (2009)
  • Author(s): 駒野淳
  • Organizer: 第23回日本エイズ学会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2009-11-27
• [Presentation] Role of Rab7 and its effector protein in HIV-1 assembly (2009)
  • Author(s): Tsutomu Murakami, Kei Miyakawa, Cecilia Bucci, Jun Komano, Naoki Yamamoto.
  • Organizer: CSHL meeting on Retroviruses, Cold Spring Harbor
  • Place of Presentation: NY, USA
• [Presentation] Inhibition of HIV-1 replication by the co-chaperone DnaJ/Hsp40 protein family (2009)
  • Author(s): Emiko Urano, Hiroyuki Okunaga, Yuko Morikawa, Jun Komano.
  • Organizer: CSHL meeting on Retroviruses, Cold Spring Harbor
  • Place of Presentation: NY, USA
• [Presentation] Higher-order homotypic oligomerization determines the steady-state cell surface levels of CXCR4 (2009)
  • Author(s): 濱武牧子, 宮内浩典, 青木徹, 浦野恵美子, 駒野淳
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] Proteomic search for the function of HIV-1 Rev protein in human cells (2009)
  • Author(s): 上原大輔, 坂本真衣子, 吉川治孝, 泉川圭一, 早川俊哉, 駒野淳, 高橋信弘
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] Development of 5th generation lentiviral vector (2009)
  • Author(s): 青木徹, 清水佐紀, 浦野恵美子, 濱武牧子, 寺嶋一夫, 玉村啓和, 村上努, 山本直樹, 駒野淳
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] SEC14-like 1a carboxy-terminal domain negatively regulates the infectivity of human immunodeficiency virus replication (2009)
  • Author(s): 浦野恵美子, 市川玲子, 森川裕子, 芳田剛, 小柳義夫, 駒野淳
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] Rab蛋白質とそのエフェクター蛋白質のHIV-1粒子形成における役割(Rab7を中心に) (2009)
  • Author(s): 村上努, 呉鴻規, 冨田香織, 伯川冬美, 駒野淳, 千葉丈, 山本直樹
  • Organizer: 第23回日本エイズ学会学術集会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] 酵母の膜結合Gag-Gag反応系で同定されたHIV-1 Gagアセンブリー阻害剤 (2009)
  • Author(s): 浦野恵美子, 倉持紀子, 供田洋, 武部豊, 駒野淳, 森川裕子
  • Organizer: 第23回日本エイズ学会学術集会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] T細胞におけるHIV-1抵抗性遺伝子のスクリーニング-SEC14L1aC末端ドメインの同定とその機能解析 (2009)
  • Author(s): 浦野恵美子, 市川玲子, 森川裕子, 芳田剛, 小柳義夫, 駒野淳
  • Organizer: 第57回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] HIV-1複製抑制能を有する健常人由来CD4反応性IgM抗体クローンの分離:HIV-1に対する natural humoral resistance (2009)
  • Author(s): 濱武牧子, 駒野淳, 前田史子, 長塚靖子, 竹腰正隆
  • Organizer: 第57回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] Diversified HIV-1を利用した中和抗体KD-247感受性を規定するEnvアミノ酸残基の網羅的解析 (2009)
  • Author(s): 滝澤万里, 草川茂, 北村克彦, 長縄聡, 村上利夫, 本多三男, 山本直樹, 駒野淳
  • Organizer: 第57回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] HIV-1粒子形成におけるRab7とそのエフェクタータンパク質の役割 (2009)
  • Author(s): 村上努, 呉鴻規, 冨田香織, 伯川冬美, 駒野淳, 千葉丈, 山本直樹
  • Organizer: 第57回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京
• [Patent(Industrial Property Rights)] HIV立体構造認識抗体誘導ペプチドInventory of a peptide that induces the native HIV-1 Env structure. (2011)
  • Inventor(s): Hirokazu Tamamura, Tetsuya Narumi, Wataru Nomura, Chie Hashimoto, Jun Komano, et al
  • Industrial Property Rights Holder: Hirokazu Tamamura, Tetsuya Narumi, Wataru Nomura, Chie Hashimoto, Jun Komano, et al
  • Industrial Property Number: 2011-082813
  • Filing Date: 2011-04-04