低酸素条件下に於けるプロテオミクスによるストレス・タンパク質の解析

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17500417
• Research Institution: Daito Bunka University
• Principal Investigator: 大城 聰 大東文化大学, スポーツ健康科学部, 教授 (30160485)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 曽根 敏雄 埼玉医科大学, 免疫学教室, 講師 (20281743) ; 窪田 哲朗 東京医科歯科大学, 大学院・保健衛生学科, 助教授 (90205138) ; 狩野 元成 大東文化大学, スポーツ・健康科学部・健康科学科, 教授 (60407658)
• Keywords: 低酸素 / ストレス・タンパク質 / プロテオーム / 心筋細胞

Research Abstract

低酸素条件化におけるヒト培養細胞を用いた細胞応答の研究は悪性腫瘍、虚血性心疾患、脳梗塞などの臨床医学的モデル実験、スポーツ医学的には高地トレーニングの効果とその弊害、疲労のメカニズムに関する重要なモデル実験となる。
これまで低酸素刺激では種々のストレスタンパク質および細胞死、細胞の生存に関わるタンパク質の動態が報告されている。更に低酸素誘導因子hypoxia-inducible factors(HIFs)によって発現が調節されるHRE遺伝子は血管系の調節、赤血球成熟、エネルギー代謝系(解糖系、・グルコース輸送)、細胞増殖・細胞生存、その他の遺伝子などがこれまでに報告されている。
今回、ヒト心筋培養細胞を低酸素(酸素濃度1%)および通常酸素濃度(酸素濃度21%)で培養し、24h刺激後のタンパク質の動態を二次元電気泳動で分離・観察し、質量解析をした結果、タンパク質300スポット前後が確認され、27スポットが同定された。
解析の結果、解糖系酵素、heat shock protein、energy metabolism、nucletide metabolism等の動態変化が観察された。特筆すべきはシャペロン様機能を持つ種々のタンパク質が同定された点であり、心筋細胞特有の細胞応答か解析中である。他に、新たな二つの未知のタンパク質についても現在、検討中である。検討
低発現レベルのタンパク質についてはMicroarrayによる網羅的mRNA発現解析を行い、プロテオーム解析の結果得られた候補蛋白質の細胞内プロセスとの関連性をしている。現在、網羅的な遺伝子発現データを生物学的に解釈するため、低酸素刺激下のMicroarray dataによるトランスクリプトームレベルの解析、および候補因子を既知の分子ネットワーク(KeyMolnet)へのMapping、ゲノムへのMappingのフレームワークを完成を試みている。