Analysis of relationship between pathogenesis and ER stress sensor-derived small peptides produced in response to ER stress

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K18395
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 松久 幸司 広島大学, 医歯薬保健学研究院(医), 寄附講座助教 (60735299)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 小胞体ストレス / 神経変性疾患 / 神経化学・神経薬理学 / BBF2H7

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、小胞体ストレス依存的に細胞内で産生される小ペプチド（小胞体マイクロフラグメント）の物性や生物学的活性および神経変性疾患における発現様式や病態との関係性を解析することで、小胞体ストレスの発生から神経変性疾患の発症・病態形成に至る詳細な分子メカニズムを明らかにすることを目指している。平成28年度は、BBF2H7やATF6由来小胞体マイクロフラグメントの構造、物性および生物学的活性を解析することで以下のことを明らかにした。１)BBF2H7が小胞体ストレスを感知した際に切断を受ける詳細な位置、および産生される小胞体マイクロフラグメントのアミノ酸配列を同定した。特にBBF2H7が膜内で受ける切断は1箇所では無く少なくとも2箇所以上の配列で多段階に切断を受けていることを明らかにした。２)BBF2H7がSite-1 proteaseおよびSite-2 protease の2種類の酵素により切断を受けることで小胞体マイクロフラグメントが産生されることを明らかにした。３）BBF2H7由来小胞体マイクロフラグメントは疎水性が高く、溶液中で凝集体を形成することを明らかにした。したがって、BBF2H7由来小胞体マイクロフラグメントが細胞内外で凝集体を形成して蓄積する可能性が示唆される。４)BBF2H7由来小胞体マイクロフラグメントは産生された後にリソソームに輸送され分解を受けることを明らかにした。このことからリソソームの機能が低下することでBBF2H7由来小胞体マイクロフラグメントが細胞内外に蓄積する可能性が考えられる。５)想定されるATF6の小胞体マイクロフラグメントが細胞毒性を有していることを培養細胞系で明らかにした。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

小胞体ストレスセンサーの一つであるBBF2H7由来の小胞体マイクロフラグメントについて、その産生機構や代謝経路、詳細なアミノ酸配列や物性を明らかにすることが出来たため、本研究課題はおおむね順調に進展していると判断する。

Strategy for Future Research Activity

今後は神経変性疾患のモデルマウスや患者組織における小胞体マイクロフラグメントの発現および組織内分布を解析する。また生体内での小胞体マイクロフラグメントの産生を高感度に検出可能な検出系を開発するために、同定した小胞体マイクロフラグメントのアミノ酸配列を基に特異的なモノクローナル抗体を作製する。