2016 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of redox regulatory mechanisms by transcription factor network
| Project Area | Oxygen biology: a new criterion for integrated understanding of life |
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26111010
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
伊東 健 弘前大学, 医学研究科, 教授 (10323289)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 隆史 東北大学, 医学系研究科, 講師 (70508308)
濱崎 純 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (80533588)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | Nrf2 / Keap1 / ATF4 / プロテアソーム / ミトコンドリア / 活性酸素 / 酸化ストレス / プロテオスタシス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.酸素ストレスで活性化する転写因子ネットワークの解析---１）Nrf2と相互作用する因子GCN1L1のミトコンドリアストレスに対するGCN1L1の効果を一倍体のヒト培養細胞株を用いて解析したところGCN1L1がミトコンドリア機能異常のセンサーとして働くことが示唆された。２）転写因子Nrf2の抑制因子であるKeap1の欠失マウスを作成し、その表現型解析を行なった。その結果、腎臓における過剰なNrf2活性化は尿崩症を引き起こすことが明らかになった。この成果をNature Communications誌に発表した。
2. プロテアソーム機能と酸化ストレスのクロストークの解析---１）プロテアソーム機能低下による酸化ストレス惹起メカニズムの解明と老化への関与の検討---ヒト培養細胞を用いたwhole genome siRNA screeningにより、プロテアソーム阻害時にプロテアソーム遺伝子群の代償的な発現上昇に働く転写因子Nrf1の活性化に重要な新規因子としてDDI2を同定した。２）新規プロテアソーム会合因子の機能解析---遺伝学的スクリーニングにより同定した新規プロテアソーム機能調節因子の実体について主に生化学的解析により明らかにする。すでに新規ユビキチン結合タンパク質であることを解明し、易凝集性タンパク質の分解に重要であることを見出した。個体での病態発症への関与について現在検証を進めている。
3. ヘムオキシゲナーゼ１の抗老化に関する機能解析---ヘムオキシゲナーゼKOマウスの胎児期繊維芽細胞を用いて解析したところ、野生型においてみられるNrf2誘導剤によるビルリビン産生の増加がヘムオキシゲナーゼKOで抑制されることが示唆された。今後、ヘムオキシゲナーゼ１とミトコンドリアの相互作用について検討する。
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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
Keap1/Nrf2経路の解析においては、Nrf2の抗炎症機構やNrf2がaquaporin 2遺伝子を制御している様子が明らかになり、研究が顕著に進展した。また、GCN1L1のKOマウスも完成し、今後の解析の進捗が期待されるところまできた。cKOマウスの作成も順調に進んでいる。さらには、ヒトGCN1L1ノックアウト細胞を用いた解析からGCN1L1がミトコンドリアインバランスを感知する働きを有することことが示唆された。プロテアソーム経路の解析においては、新規プロテアソーム機能調節因子の機能が明らかになりつつあるとともに、Nrf1の活性調節に関わる遺伝子DDI2の同定に成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
細胞内小器官間におけるクロストークにおいては、引き続きミトコンドリア-核シグナル伝達に焦点を絞り解析する。特に、GCN1L1がミトコンドリアインバランスを感知する可能性が高まったのでそれについて重点的に解析する。ATF4とNrf2の協調的遺伝子発現制御作用については、カルノシン酸による両者の誘導では活性化の時間差などのため協調作用の解析がうまくいかないので違う解析系に変更する。Keap1/Nrf2経路の解析においては、酸化ストレス感知に働くと考えられるKeap1のセンサーシステイン残基に変異を導入し培養細胞を用いた機能解析を進める。さらに、CRISPR/Cas9を用いてKeap1に酸化ストレスセンサーの変異を導入したマウスを作製し、酸化ストレスに応答できないKeap1を個体レベルで解析する。遺伝学的スクリーニングにより同定した新規プロテアソーム機能調節因子およびsiRNAスクリーニングにより同定したDDI2については引き続き機能解析を推進する。ヘムオキシゲナーゼ１とミトコンドリアの相互作用については解析が遅れているので、急ぐように努力する。
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[Journal Article] The BET bromodomain inhibitor exerts the most potent synergistic anticancer effects in combination with quinone-containing compounds and anti-microtubule drugs2016
Author(s)
2.Liu PY, Sokolowski N, Guo ST, Siddiqi F, Atmadibrata B, Telfer TJ, Sun Y, Zhang L, Yu D, Mccarroll J, Liu B, Yang RH, Guo XY, Tee AE, Itoh K, Wang J, Kavallaris M, Haber M, Norris MD, Cheung BB, Byrne JA, Ziegler DS, Marshall GM, Dinger ME, Codd R, Zhang XD, Liu T
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Journal Title
Oncotarget
Volume: 7
Pages: 79217-79232
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Nrf2 suppresses macrophage inflammatory response by blocking proinflammatory cytokine transcription2016
Author(s)
Kobayashi HE, Suzuki T, Funayama R, Nagashima T, Hayashi M, Sekine H, Tanaka N, Moriguchi T, Motohashi H, Nakayama K, Yamamoto M.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 7
Pages: 1-14
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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