Aggresomeの構成成分であるリン酸化αBクリスタリンの生理的・病理的意義

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13210159
• Research Institution: Institute for Developmental Research, Aichi Human Service Center
• Principal Investigator: 加藤 兼房 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 生化学部, 部長 (50022801)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊東 秀記 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 生化学部, 研究員 (40311443) ; 稲熊 裕 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 生化学部, 主任研究員 (10250250)
• Keywords: αBクリスタリン / Hsp27 / リン酸化 / 廃用萎縮筋 / 細胞内封入体 / アグリゾーム / 蛋白質品質管理 / プロテアゾーム

Research Abstract

平成13年度の研究成果。
(1)ヒトグリオーマ細胞U373MGは恒常的にαBクリスタリンとHsp27が高いレベルで発現している。この細胞にプロテアゾーム阻害剤であるMG-132あるいはラクタチスチンを曝露すると、両分子シャペロンの合成の誘導と、分子内セリン残基のリン酸化ご促進され、それらはとくに不溶性分画に蓄積し、形態学的には核周辺部にアグリゾームと思われる封入体が形成され、その構成成分として、両シャペロンおよびそのリン酸化型とともに、ビメンチン、ユビキチン、プロテアゾーム、βチュブリンが検出された。微小管脱重合促進剤であるノコダゾールを共存させるとアグリゾームの形成は阻止されたが、両シャペロンの合成の誘導、不溶性分画への蓄積、リン酸化の促進は影響を受けなかった。また、リン酸化の促進は、p44/42MAPKおよびp38MAPKカスケードの高進に起因し、その阻害剤であるSB203580またはPD169316によって両シャペロンのリン酸化は阻止された。しかし、合成の誘導と不溶性分画への蓄積とアグリゾーム形成は影響を受けなかった。すなわち、アグリゾーム形成にはリン酸化は無関係であることが明らかになった。HeLa細胞でも、MG-132処理により、Hsp27を含んだアグリゾームの形成が認められた。また、NG108-15細胞に、cystic fibrosisの病因遺伝子を発現させると、αBクリスタリンを含んだアグリゾームの形成が観察された。以上の結果より、αBクリスタリンとHsp27が細胞内蛋白質の品質の管理に関与していることが示唆されるが、それらのリン酸化の意義は不明である
(2)後肢懸垂によって誘導した廃用萎縮ラットヒラメ筋でのαBクリスタリンとHsp27の応答は、上記の培養細胞系でのプロテアゾーム阻害剤曝露時の応答と極似していた。しかも、懸垂中に坐活神経を片側切断すると、切断側の応答が直ちに消滅することから、これらの応答が神経支配を受けていることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] Kato, K.: "Protein kinase inhibitors suppress stress-induced dissociation of Hsp27"Cell stress & Chap. 6. 16-20 (2001)
• [Publications] Kozawa, O.: "αB-crystallin, a low molecular weight heat shock protein, acts as a regulator of platelet function"Cell stress & Chap. 6. 21-28 (2001)
• [Publications] Wakamatsu, N.: "Mutations in SIP1, encoding Smad interacting protein 1, cause a form of Hirschsprung disease"Nat. Genet.. 27. 369-370 (2001)
• [Publications] Katoh-Semba, R.: "Induction of brain-derived neurotrophic factor by convulsant drugs in the rat brain : Involvement of region-specific voltage-dependent calcium channels"J. Neurochem.. 77. 71-83 (2001)
• [Publications] Ito, H.: "Regulation of the levels of small heat shock proteins during differentiation of C2C12 cells"Exp. Cell Res.. 266. 213-221 (2001)
• [Publications] Kozawa, O.: "Stimulatory effect of basic fibroblast growth factor on induction of heat shock protein 27 in osteoblasts : Role of protein kinase C"Arch. Biochem. Biophys.. 388. 237-243 (2001)
• [Publications] Kozawa, O.: "Mechanism of prostaglandin D_2-stimulated heat shock protein 27 induction in osteoblasts"Cell Signal.. 13. 535-541 (2001)
• [Publications] Inaguma, Y.: "αB-crystallin phosphorylated at Ser-59 is localized in centrosomes and midbodies during mitosis"Eur. J. Cell Biol.. 80. 535-541 (2001)
• [Publications] Yamada, K.: "Nonsense and frame shift mutations in ZFHX1B, encoding smad interacting protein-1, cause a complex developmental disorder with a variety of neurocristopathies"Am. J. Hum. Genet.. 69. 1178-1185 (2001)
• [Publications] Asano, T.: "Selective localization of G protein γ_5 subunit in the subventricular zone of the lateral ventricle and rostral migratory stream of the adult rat brain"J. Neurochem.. 79. 1129-1135 (2001)
• [Publications] Ueda, H.: "Gα11 induces caspace-mediated proteolytic activation of Rho-associated kinase, ROCK-1, in HeLa cells"J. Biol. Chem.. 276. 42527-33 (2001)
• [Publications] Bidmon, H-J.: "Nitric oxide synthetase-I containing cortical interneurons co-express antioxidative enzymes and anti-apoptotic Bc12 following focal ischemia : evidence for direct and indirect mechanisms towards their resistance to neuropathology"J. Chem. Neuroanat.. 22. 167-184 (2001)
• [Publications] Hatakeyama, D.: "Inhibition by adenylyl cyclase-cAMP system of ET-1-induced HSP27 in osteoblasts"Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab.. 281. E1260-1266 (2001)
• [Publications] 加藤兼房: "「低分子シャペロン」、分子シャペロンによる細胞機能制御"永田、森、吉田編 シュプリンガー・フェアラーク東京. 2 (2001)
• [Publications] Kato, K.: "Expression and phosphorylation of mammalian small heat shock proteins. in Small Stress Proteins. Progress in Molecular and Subcellular Biology vol 28"Springer Verlag, Heidelberg,. 22 (2002)