αBクリスタリンの神経組織蓄積機構の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13877126
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 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 / プロテアゾーム / アグリゾーム / 細胞内封入体 / リン酸化 / 蛋白質品質管理

Research Abstract

(1)恒常的にαBクリスタリンとHsp27を高いレベルで発現しているU373 MGヒトグリオーマ細胞をプロテアゾーム阻害剤であるMG-132に曝露すると、αBクリスタリンとHsp27の合成が誘導されると同時に両シャペロンの分子内セリン残基のリン酸化ご高進し、おもに不溶性分画に蓄積した。新たにHsp27の三カ所のリン酸化部位(Ser-5,Ser-78,Ser-82)を認識する抗体を作製し、ウェスタンブロット法で解析すると、三カ所のセリン残基すべてのリン酸化が高進していた。形態学的には、MG-132処理によって、核周辺部に封入体(アグリゾーム)が形成され、その構成成分としてリン酸化型を含む両シャペロン、ユビキチン、プロテアゾーム、βチュブリンなどがビメンチンに囲まれた状態で検出された。
(2)両シャペロンのリン酸化はp38MAPKの阻害剤で阻止されることから、p38MAPKの下流にあるMAPKAPK2/3によってリン酸化されることが推測された、事実、このカスケードが活性化されていることが観察された。
(3)MG-132による両シャペロンの誘導およびリン酸化の促進と不溶性分画への蓄積およびアグリゾームの形成とは、リン酸化阻害剤を共存させても認められた。しかし、アグリゾームの形成は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阻止された。すなわち不溶性成分として細胞質内に蓄積した未処理蛋白質は、微小管を介して核周辺部に集めら、アグリゾームを形成することが示唆された。しかし、両シャペロンのリン酸化の意義は不明である。
(4)現在リン酸化αBクリスタリンと相互作用する分子をtwo-hybrid法にて拾い出し、同定中である

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. 42527-42533 (2001)
• [Publications] Bidmon, H-J.: "Nitric oxide synthetase-I containing cortical interneurons co-express antioxidative enzymes and anti-apoptotic Bcl2 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-E1266 (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)