| Project/Area Number |
21K06088
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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 43030:Functional biochemistry-related
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| Research Institution | Kanazawa Medical University |
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Principal Investigator |
田崎 隆史 金沢医科大学, 総合医学研究所, 准教授 (70629815)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | ユビキチンリガーゼ / UBR4 / 大腸炎関連大腸がんモデル / 大腸がん / マウスモデル / Ag/N-degron pathway / Proteolysis / Colitis / Colon cancer |
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| Outline of Research at the Start |
ユビキチンリガーゼUBR4はタンパク質のユビキチン化を担う修飾酵素で、多種多様な生理現象に関わっていることが報告されている。これまでの研究で、マウスを用いた実験により、Ubr4遺伝子が炎症性腸疾患に関わっていることを見出した。UBR4は大腸炎、大腸がんの抑制因子として機能している可能性がある。本研究計画では、マウス個体のみならず、培養細胞を用いて網羅的にUBR4依存性の変動因子を検索することにより、大腸炎関連発癌に関わるUBR4の生理学的機能とその分子機構の解明を目指す。この研究成果は、大腸炎関連発癌の新規メカニズムの発見や、薬物開発のための新規プラットフォームの開発に貢献する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ユビキチンリガーゼUBR4はタンパク質のユビキチン化を担う翻訳後修飾酵素で、多種多様な生理現象に関わっていることが報告されている。本研究計画では、マウス個体およびUBR4欠損培養細胞を用いて網羅的にUBR4依存性の変動因子を検索し、大腸炎関連発がんに関わるUBR4の生理学的機能とその分子機構の解明を目指す。
R5年度では、UBR4依存性大腸炎関連大腸がんモデルマウスを用いてUBR4依存性の変動タンパク質の検索を主に行った。まず、タモキシフェン投与により腸上皮細胞特異的UBR4欠損マウスを用意し、次にアゾキシメタン（AOM）およびデキストラン硫酸ナトリウム（DSS）により大腸炎および大腸がんの誘導実験を行った。最終的に、AOM投与後10週間後のマウスから大腸上皮可溶化タンパク質を調製した。DSS投与により、UBR4欠損群では大腸炎の指標である体重減少と軟便、血便が見られた。一方、AOM投与後10週間後の時点では腫瘍を目視できなかった。UBR4欠損群（3検体）および対照群（3検体）の大腸上皮タンパク質を用いてプロテオーム解析を行ったところ、各検体から約8000種類のタンパク質を得た。同定できたタンパク質定量値をlog2変換、欠損値処理をした後、有意差検定を行い、データの多重性の問題を考慮してPermutation-based FDRを実施した。その結果から、q < 0.05の差異のあったタンパク質（約700種）を得た。これらの中から、大腸炎および大腸がんと関連の深いタンパク質を文献調査により検索した。
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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
これまでの研究で、腸上皮特異的UBR4遺伝子欠損マウスは、AOM/DSS投与により大腸炎を発症しやすく、その結果、大腸がんに至る個体が増えることを見出している。大腸炎は大腸がんのリスクを増加する一因とされ、UBR4が大腸炎関連大腸がんの抑制因子として機能している可能性がある。一方、大腸炎および大腸がんに関連したUBR4機能に関する報告は見つからない。プロテオーム解析によりUBR4依存性の変動タンパク質を網羅的に検索した。その結果、有意に変動するタンパク質を約800種同定することに成功した。これらの中には文献的に報告されている大腸炎および大腸がん関連因子も含まれており、UBR4との関連性が示唆された。
以上のことから、本研究計画の現在までの進捗状況は「おおむね順調に進展している」と評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究から、UBR4欠損が初期の大腸炎発症を悪化させ、後期の大腸がん増殖を誘導するという仮説を立てている。この仮説に基づきプロテオーム解析を行ったところ、UBR4依存性の大腸炎関連大腸がん発症因子の候補分子を得ることが出来た。今後はUBR4との関連性、特にユビキチンリガーゼUBR4の基質タンパク質としての可能性を検証する。
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