温熱で誘導される分子シャペロンを利用したがん治療の開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12217171
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
• Research Institution: Aichi Cancer Center Research Institute
• Principal Investigator: 大塚 健三 愛知県がんセンター, 腫瘍免疫学部, 室長 (40150213)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 普武 愛知県がんセンター, 腫瘍ウィルス学部, 室長 (30109938)
• Keywords: 分子シャペロン / Hsp70 / Hsp40 / HSF1 / 温度感受性変異蛋白質 / 遺伝病治療

Research Abstract

がんや脳疾患などの後天的な病気、および先天的な遺伝病の多くは、重要な機能を持つ蛋白質の点突然変異や部分的欠失で起こる遺伝子病といえる。これらの変異によってその蛋白質は正しく折れたたまれなくなり、機能が低下したり異常な凝集体を形成するようになることで病気が発症する。分子シャペロンは蛋白質の正しい折りたたみに必須の機能を持つ。最近、変異蛋白質であっても分子シャペロンが過剰に存在すると正常に機能するようになることがわかってきた。
分子シャペロンが変異蛋白質の機能を回復させることができるかどうかを検討するために、点突然変異により温度感受性(39℃では増殖不能)になった細胞(tsTM4)に分子シャペロンを導入した。この温度感受性細胞株で、RNA polymerase II largest subunitに点突然変異をもっている。これまで調べたかぎりでは、分子シャペロン単独(Hsp90、Hsp70、Hsp40、Hsdj)、または2つの組み合わせ(Hsp90+Hsp70、Hsp70+Hsp40、Hsp70+Hsdj)を高発現しても、39℃で増殖できる細胞は得られなかった。また、分子シャペロンを誘導するといわれているGGA(geranylgeranyl acetone)存在下でも得られなかった。しかしながら、熱ショック転写因子、HSF1、を構成的に活性型に改変したコンストラクト(△RD-HSF1)を導入したところ、39℃で増殖できる細胞が出現してきた。これから23のクローン細胞株を得た。ほとんどのクローンでは、多くの熱ショック蛋白質(Hsp105,Grp94,Hsp60,Hsp47,Hsp40,Hsdj,Hsp28など)が高発現していた。また、RNA polymerasc II largest subunitの点突然変異についてはすべて変異型であった。今回のわれわれ結果はこのような変異蛋白質であっても正しい折りたたみを促進し正常に機能できるようにすることができることを示唆している。分子シャペロンはまさにguardians of proteinsと言えるかもしれない。

Research Products

• [Publications] Ohtsuka,K.: "Roles of molecular chaperones in the nervous system."Brain Res.Bull.. 53. 141-146 (2000)
• [Publications] Ohtsuka,K.: "Identification of Mrj, a DnaJ/Heat shock protein 40 family protein, as a keratin 8/18 filament-regulatory prolein."J.Biol.Chem.. 275. 34521-34527 (2000)
• [Publications] Ohtsuka,K.: "Mammalian HSP40/DNAJ homologs : Cloning of novel cDNAs and a proposal for their classification and nomenclature."Cell Stress & Chaperones. 5. 98-112 (2000)
• [Publications] Ohtsuka,K.: "Chaperones, Hsp70 and Hsp40, suppress aggregate formation and apoptosis in cultured neuronal cells expressing truncated androgen receptor protein with expanded polyglutamine tract."J.Biol.Chem.. 275. 8772-8778 (2000)
• [Publications] Ohtsuka,K.: "Cloning and expression of murine Hsp40 gene : Differences in initiation sites between heat-induced and constitutive transcript."DNA Seq.. 11. 213-223 (2000)
• [Publications] Ohtsuka,K.: "Molecular chaperone function of mammalian Hsp70 and Hsp40-A review."Int.J.Hyperthermia. 16. 231-245 (2000)
• [Publications] Ohtsuka,K.: "Thermotherapy for Neoplasia, Inflammation, and Pain"Kosaka,M.,Sugahara,T.,Schmidt,K.L.and Simon,E.(Eds). 550 (2000)