リガンド依存性E3リガーゼ活性を指標とした新規核内受容体リガンド評価系の構築

• Project Area: Chemical Biology using bioactive natural products as specific ligands: identification of molecular targets and regulation of bioactivity
• Project/Area Number: 26102741
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: St. Marianna University School of Medicine
• Principal Investigator: 岡田 麻衣子 聖マリアンナ医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00572330)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2015: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2014: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: ユビキチン / ホルモン

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、リガンド依存的なユビキチン制御システムの新たなモデル基質の候補として、プロテアソーム構成因子に焦点を当てて解析を行った。ER陽性乳癌細胞株MCF7において、プロテアソーム阻害剤下においてUBE3Cがプロテアソーム構成因子をユビキチン化することが確認された。しかし、そのユビキチン化の程度は微弱である一方で、女性ホルモンによりERを活性化することで、プロテアソーム構成因子のユビキチン化が顕著に亢進することが示された。UBE3Cによるプロテアソーム構成因子のユビキチン化修飾はプロテアソームの機能に抑制的に働くことを踏まえると、女性ホルモンがER/UBE3Cを介してプロテアソーム阻害剤効果を増強させることが示唆された。そこで、各種乳癌細胞株において女性ホルモンの有無に応じた乳癌細胞株のプロテアソーム阻害剤の感受性を検討した。その結果、ER陽性乳癌細胞株の阻害剤の感受性は、ER陰性乳癌細胞と比較して低い傾向にあったものの、女性ホルモンの添加により顕著に亢進することが示された。
上記の系において既存の多様なER合成リガンドの評価を行った。SERMをはじめとする既存のリガンドはERの転写機能に部分的に作用することが知られているが、UBE3Cを介したERのユビキチン制御能に対する作用は未知である。その結果、ER陽性乳癌細胞株において、ERの転写機能に対するアンタゴニストとであるタモキシフェンとラロキシフェンは、プロテアソームに対するER/UBE3Cの機能に対してはアゴニストとして作用する可能性が示唆された。このことから、本モデル系はERの"機能”に選択的なリガンドの特定に有用であると考えられる。さらに、このような機能選択的なリガンドの評価を個体で確認することを想定し、UBE3Cノックアウトマウス及びノックインマウスを作出した。
また、新たにこれらの生体内での意義として、DNA損傷応答に寄与する可能性を見出した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Liganded ERα stimulates the E3 ubiquitin ligase activity of UBE3C to facilitate cell proliferation (2015)
  • Author(s): Okada M, Ohtake F, Nishikawa H, Wu W, Saeki Y, Takana K, Ohta T
  • Journal Title: Molecular Endocrinology Volume: 29 Issue: 11 Pages: 1646-1657
  • DOI: 10.1210/me.2015-1125
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Dysregulation of retinoic acid receptor diminishes hepatocyte permissiveness to hepatitis B virus infection through modulation of sodium taurocholate cotransporting polypeptide (NTCP) expression. (2015)
  • Author(s): Tsukuda S, Watashi K, Iwamoto M, Suzuki R, Aizaki H, Okada M, Sugiyama M, Kojima S, Tanaka Y, Mizokami M, Li J, Tong S, Wakita T.
  • Journal Title: J Biol Chem. Volume: 290 Issue: 9 Pages: 5673-84
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.602540
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The Deubiquitinating Enzyme USP7 Regulates Androgen Receptor Activity by Modulating Its Binding to Chromatin (2015)
  • Author(s): Shu-Ting Chen, Maiko Okada, Ryuichiro Nakato, Kosuke Izumi, Masashige Bando and Katsuhiko Shirahige
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 290 Issue: 35 Pages: 21713-21723
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.628255
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Class I HDAC inhibitors inhibit the retention of BRCA1 and 53BP1 at the site of DNA damage (2015)
  • Author(s): Fukuda T,Wu W, Okada M,Maeda I, Kojima Y, Hayami R, Miyoshi Y, Tsugawa K, Ohta T
  • Journal Title: Cancer Science Volume: 106 Issue: 8 Pages: 1050-1056
  • DOI: 10.1111/cas.12717
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Dysregulation of Retinoic Acid Receptor Diminishes Hepatocyte Permissiveness to Hepatitis B Virus Infection through Modulation of Sodium Taurocholate Cotransporting Polypeptide (NTCP) Expression. (2015)
  • Author(s): S. Tsukuda, K. Watashi, M. Iwamoto, R. Suzuki, H. Aizaki, M. Okada, M. Sugiyama, S. Kojima, Y. Tanaka, M. Mizokami, J. Li, S.Tong and T. Wakita
  • Journal Title: J. Biol. Chem Volume: 290 Pages: 5673-5684
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] DNA損傷応答におけるユビキチン-プロテアソームシステム制御機構の解析 (2016)
  • Author(s): 岡田麻衣子
  • Organizer: Woman GDN
  • Place of Presentation: 横浜桜木町貸し会議室シアル（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-01-21
• [Presentation] シグナル依存的な染色体動態における分解制御機構の解析 (2016)
  • Author(s): 岡田麻衣子、敦賀智子、宇井彩子、太田智彦
  • Organizer: 第33回染色体ワークショップ・第14回 核ダイナミクス研究会
  • Place of Presentation: 松島（一の坊）（宮城県・宮城郡）
  • Year and Date: 2016-01-12
• [Presentation] ERαはUBE3CのユビキチンE3リガーゼ活性に対するリガンド依存的な調整因子として機能する (2015)
  • Author(s): 岡田麻衣子、大竹史明、西川裕之、佐伯泰、田中啓二、太田智彦
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（兵庫県、神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-04
• [Presentation] ERはリガンド依存的なユビキチン化制御因子として機能する (2015)
  • Author(s): 岡田麻衣子、西川裕之、大竹史明、佐伯泰、田中啓二、太田智彦
  • Organizer: 日本内分泌学会 第33回内分泌代謝学サマー セミナー
  • Place of Presentation: 柳川藩主立花邸 御花（福岡県、柳川市）
  • Year and Date: 2015-07-09
• [Presentation] ER/UBE3Cによるリガンド依存性ユビキチン制御能に着眼したプロテアソーム阻害剤の適応拡大 (2015)
  • Author(s): 岡田麻衣子
  • Organizer: 日本ケミ カルバイオロジー学会第10回年会
  • Place of Presentation: 東北大学川内キャンパス(宮城県、仙台市）
  • Year and Date: 2015-06-11
• [Presentation] ERαはリガンド依存性ユビキチンリガーゼ活性制御因子として機能する (2014)
  • Author(s): 岡田 麻衣子、西川 裕之、呉 文文、太田智彦
  • Organizer: 第87回生化学大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都府京都市)
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] A non-genomic role of Estrogen receptor alpha: Stimulation of E3 ubiquitin ligase activity of UBE3C in cell proliferation (2014)
  • Author(s): Maiko Okada, Hiroyuki Nishikawa Wenwen Wu, Tomohiko Ohta,
  • Organizer: Nuclear Regulation by Ubiquitin (No. 60), Benzon symposium
  • Place of Presentation: Copenhargen（デンマーク）
  • Year and Date: 2014-08-18 – 2014-08-21
• [Remarks] 聖マリアンナ医科大学大学院 医学研究科 応用分子腫瘍学
  • URL: http://www.marianna-u.ac.jp/t-oncology/results/all.html
• [Remarks] 聖マリアンナ医科大学大学院 医学研究科 応用分子腫瘍学
  • URL: http://www.marianna-u.ac.jp/t-oncology/