2015 Fiscal Year Annual Research Report
一酸化窒素によるエピジェネティクス調節機構と薬物制御
| Project/Area Number |
15H04649
|
|---|
| Research Institution | Okayama University |
|---|
Principal Investigator |
上原 孝 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (00261321)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 昭博 国立研究開発法人理化学研究所, 主任研究員研究室等, 専任研究員 (40391859)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 一酸化窒素 / メチル化 / ニトロシル化 / レドックス / 酸化 / システイン / 癌 / 細胞増殖 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
まず初めに，各種エピゲノム調節酵素のNOによるS－ニトロシル化修飾とその活性への影響を解析した．HDACならびにEZH2はNOの濃度依存的，時間依存的にS－ニトロシル化されることがわかった．また，標的Cys残基を特定するために酵素活性部位近傍に存在するシステイン残基をセリン残基に置換した各種変異体（Cys→Ser）を用いた解析を行い，特異的修飾部位を決定した．つぎに，NO処理によるS-ニトロシル化修飾の酵素活性への影響を特異的メチル化ヒストン認識抗体やアセチル化抗体によるウェスタンブロット解析から検討した．その結果，NO処理によってHDAC活性は顕著に抑制されるものの，EZH2活性はまったく変化しなかった．このことから，生体内で発生するNOは脱アセチル化に対しては抑制的に作用する一方，ヒストンメチル化には影響しないことがわかった．つぎに，細胞をサイトカインなどで刺激して誘導型NO合成酵素を発現させて，大量のNOを産生させた．この時，HDACのニトロシル化が亢進し，かつ，タンパク質アセチル化量は増加することがわかった．また，これらの応答はNO産生酵素特異的阻害薬であるL-NAME処理によって著明に抑制されることを確認した．以上の成果より，細胞内あるいは細胞外で産生されたNOはエピゲノム調節因子をS－ニトロシル化することで活性を調節している可能性が示唆された．これらの結果を基にして，S-ニトロシル化のみを効果的に抑制する化合物の単離をin silico スクリーニングを駆使して展開しているところである．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
エピゲノムに関わる酵素が一酸化窒素の標的になることを初めて明らかにした．その詳細な酸化作用様式ならびに酵素活性への影響について細胞レベルで検討をしている．現在は，マイクロアレイ法によって網羅的な標的遺伝子の単離を進め，病態形成との関わりについて調査している．加えて，その作用様式が明らかになったことから，in silicoスクリーニングを展開することで，酵素分子特異的に作用する複数の酸化抑制化合物の単離に成功した．この化合物を利用して，NOのエピゲノム調節機構を解析しているところである．
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は，各種癌細胞においてNO依存的に発現が変化する遺伝子をマイクロアレイから網羅的に特定すること，ならびに，ヒト消化器系の中で感染・炎症によって惹起される胃癌や大腸癌組織における酵素のS-ニトロシル化の有無を調べることが必要と考える．加えて，種々の癌モデル動物を使用して，癌発生時からのS－ニトロシル化されるエピゲノム調節酵素の動向を詳細に検討するとともに，対象遺伝子プロモーターのメチル化の推移や癌形成との関わりについて検討する予定である．
|
