新たな酸化ストレス依存性経路の同定

• Project Area: Signaling functions of reactive oxygen species
• Project/Area Number: 21117515
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 中野 裕康 順天堂大学, 医学部, 准教授 (70276476)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000); Fiscal Year 2010: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2009: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: 酸化ストレス / アポトーシス / ERK / 肝炎 / STAT3 / イメージング / トランスジェニックマウス / EGFP / グルタチオン

Research Abstract

酸化ストレスにより誘導され、組織修復に関与する遺伝子を同定するために胎児線維芽細胞(MEFs)をin vitroでH_2O_2刺激し、ゲノムワイドなトランスクリプトーム解析を行い、組織修復に関与する候補遺伝子を同定し、Oxidative stress-inducible factor (OIF)と仮に命名した。Oif遺伝子はH_2O_2刺激によりmRNAレベルおよびタンパクレベルで誘導され、さらに劇症肝炎に伴い発現が誘導された。OIFは初代培養の肝細胞に添加することにより組織修復に関与する転写因子STAT3のリン酸化を誘導し、OIF自身もH2O2刺激依存性に肝細胞から主に分泌されることが明らかとなった。次にOif遺伝子の転写制御機構を解析した結果、MEK(ERKの活性化キナーゼ)のインヒビターや、Erk2 siRNA処理によりOifの発現が著明に抑制されたことからOif遺伝子の発現にはROS依存性のERK2の活性化が必要であることが示された。さらにOif promoterを用いたレポーターアッセイの結果、Oifの酸化ストレス依存性の発現誘導には上流に存在する二つのAP-1のエレメントが必須であり、この領域に変異を導入することにより、酸化ストレス依存性のプロモーターの活性化がほぼ完全に抑制されることが明らかとなった。そこでAP-1のエレメントに会合する転写因子をクロマチン免疫沈降法により検討したところFra1が恒常的にこのエレメントに結合しており、さらに酸化ストレスが加わることによりその結合が増強することが明らかとなった。さらにFra1 siRNAにより酸化ストレス依存性のOIF産生は著明に抑制されることが明らかとなった。以上のことよりROS-ERK2-Fra1という新たな酸化ストレス依存性のシグナル経路の存在が明らかとなり、さらにその経路を介してOIFの発現が誘導されることが初めて明らかとなった。

Research Products

• [Journal Article] Sharpin is a component of the NF-κB activating linear ubiquitin chain assembly complex (2011)
  • Author(s): Tokunaga, et al.
  • Journal Title: Nature Volume: (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crucial role for autophagy in degranulation of mast cells (2011)
  • Author(s): Ushio, et al.
  • Journal Title: J Allergy Clin Immunol Volume: (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fate-determining mechanisms in epithelial-myofibroblast transition : major inhibitory role for Smad3 (2010)
  • Author(s): Masszi, et al.
  • Journal Title: J Cell Biol Volume: 188 Pages: 383-399
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TRAF5 deficiency accelerates atherogenesis in mice by increasing inflammatory cell recruitment and foam cell formation (2010)
  • Author(s): Missiou, et al.
  • Journal Title: Circ Res Volume: 107 Pages: 757-766
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Human lactoferrin activates NF-kappaB through the Toll-like receptor 4 pathway while it interferes with the lipopolysaccha ride-stimulated TLR4 signaling (2010)
  • Author(s): Ando, et al.
  • Journal Title: FEBS J Volume: 277 Pages: 2051-2066
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NF-κB2(p100) limits TNF-alpha-induced osteoclastogenesis. (2009)
  • Author(s): Tanaka, S., Nakano, H.
  • Journal Title: J Clin Invest 119 Pages: 2879-2881
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TRAFs is a critical mediator of in vitro signals and in vivo functions of LMP1, the viral oncogenic mimic of CD40. (2009)
  • Author(s): Kraus, Z.J., Nakano, H,, Bishop, G.A.
  • Journal Title: Proe Natl Acad Sci USA 106 Pages: 17140-17145
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TRAF2 phosphorylation modulates tumor necrosis factor α-induced gene expression and cell resistance to apoptosis. (2009)
  • Author(s): Blackwell, K., et al.
  • Journal Title: Mol Cell Biol 29 Pages: 303-314
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Hepatocyte-specific c-Flip-deficient mice uncover a causal link between oxidative stress and tissue repair (2010)
  • Author(s): Nakana H.
  • Organizer: 8th International Conference on the Biology, Chemistry, and Therapeutic Applications of Nitric Oxide
  • Place of Presentation: Kyoto, Japan.
• [Presentation] TRAF2による腸管内ホメオスタシスの制御 (2010)
  • Author(s): 中野裕康
  • Organizer: 第19回日本Cell Death学会学術集会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] 酸化ストレスと組織修復を仲介する因子の同定 (2010)
  • Author(s): 中野裕康
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] Hepatocyte-specific deletion of c-Flip gene reveals acrucial role in protection of hepatocytes from apoptosis (2010)
  • Author(s): Nakano, et al.
  • Organizer: 14 th International Congress of Immunology
  • Place of Presentation: Kobe, Japan
• [Presentation] A crucial role in c-FLIP in preventing TNF alpha- and Concanavalin A-induced hepatitis. (2010)
  • Author(s): 仁科隆史, 他
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] Downregulation of c-FLIP promotes caspase-dependent ROS and JNK activation in tumor cells. (2009)
  • Author(s): Nakano, et al.
  • Organizer: 12th Interbational TNF conference
  • Place of Presentation: Madrid, Spain
• [Presentation] A crucial role for constitutive autophagy in degranulation of mast cells (2009)
  • Author(s): Ushio, et al.
  • Organizer: 第39回日本免疫学会総会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] Spontaneous development of severe inflammatory bowel disease in traf2^<-/-> mice (2009)
  • Author(s): Piao et al.
  • Organizer: 第39回日本免疫学会総会
  • Place of Presentation: 大阪