A novel role for adaptor protein PI3KAP in regulation of thyroid hormone production

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K18812
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山中 大介 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任助教 (10553266)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: エンドサイトーシス / サイログロブリン / 甲状腺ホルモン / アクチン結合タンパク質

Outline of Annual Research Achievements

甲状腺ホルモンは、動物の正常な発達・成長・成熟や基礎代謝の維持に必須なホルモンで、甲状腺刺激ホルモン(TSH)とインスリン様成長因子(IGF)が、甲状腺機能の制御、ひいては甲状腺ホルモンの血中濃度の調節に重要な役割を果たしていることが知られている。最近申請者らは、TSHとIGFによる甲状腺細胞の相乗的 増殖誘導を司る新規クロストーク制御タンパク質としてPI3KAPを同定した。PI3KAPをノックアウトしたマウスの解析から、PI3KAPが甲状腺ホルモン産生を調節する可能性が明らかとなった。本研究では、PI3KAPによる甲状腺ホルモン産生の新しい調節機構を解明することを目的としている。甲状腺ホルモン産生に必須なステップのひとつとして、ホルモン前駆体であるサイログロブリンが甲状腺濾胞細胞に再吸収(エンドサイトーシス)されるステップを挙げることができる。ノックアウトマウスを用いた解析などにより、PI3KAPがこのステップに関与することが示唆されたことから、PI3KAPのエンドサイトーシス経路における役割と、その分子機構の解析を進めている。
昨年度、PI3KAPに結合するタンパク質のスクリーニングを行い、モータータンパク質や細胞骨格タンパク質などが結合タンパク質の候補として同定された。そこで本年度、TSH処理を行った甲状腺細胞株FRTL-5細胞において、PI3KAPとこれらの結合タンパク質との相互作用を確認した。
さらに、サイログロブリンエンドサイトーシスにおけるPI3KAPの役割を明らかにし、その分子機構を解明するため、PI3KAPをノックダウンした甲状腺細胞FRTL-5において、蛍光標識サイログロブリンの取り込み量を測定した。その結果、TSH処理で増加するサイログロブリン取り込みが、PI3KAPノックダウンにより減少することが明らかになった。