2019 Fiscal Year Research-status Report
非定型RabGAPによるクラスリン非依存性カーゴ蛋白質の細胞内膜輸送制御
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17K07327
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
船越 祐司 筑波大学, 医学医療系, 助教 (30415286)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 低分子量G蛋白質Rab / 細胞内膜輸送 / RabGAP / TBC蛋白質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、RabGAPドメインであるTBCドメインを有しながら、GAP活性に必須のアミノ酸を欠くユニークなRabGAP（非定型RabGAP）に着目し、クラスリン非依存性に取り込まれる膜蛋白質（CIEカーゴ）の細胞内輸送における機能解明を目的とする。平成30年度までに、上記のような特徴をもつTBC1D3、TBC1D24およびTRE17がCIEカーゴの輸送に関わることを見出しており、本年度は、これら非定型RabGAPの機能解析を中心に研究を進め、以下の結果を得た。
TRE17は、TBCドメインに加えて脱ユビキチン化ドメイン（DUBドメイン）を有している。我々は、TRE17が、CIEカーゴの一つであり癌細胞の浸潤において重要な機能を果たす細胞膜蛋白質CD147を脱ユビキチン化することにより、CD147の細胞膜へのリサイクリングを促進し、膜上での発現量を増加させること、その結果、癌細胞の浸潤能を亢進することを明らかにした。一方、TBCドメインはTRE17の細胞内局在を規定していることを明らかにするとともに、TBCドメインを介して局在を制御する因子の候補を同定した。この因子はTRE17を翻訳後修飾にすることにより局在を制御することが示唆された。
TBC1D3、TBC1D24については、CIE カーゴの輸送経路に特徴的なチューブ様リサイクリングエンドソーム（TRE）の形成を促進することを見出しており、その下流でRab22Aが働くことをこれまでに明らかにしている。また、TBC1D24がRab22Aとともに細胞の増殖および遊走を促進することを見出し、TBC1D24がCIEカーゴのリサイクリングを介して細胞増殖・遊走を促進することが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成30年度までに、TBC1D3およびTBC1D24がチューブ様リサイクリングエンドソームの形成を促進することにより、CIEカーゴのリサイクリングを促進すること、その分子メカニズムとして下流で働くRab22Aの同定、活性調節について明らかにしてきた。また、TRE17がCIEカーゴを認識し脱ユビキチン化するメカニズムとして細胞内局在制御を提唱し、局在を制御する因子の候補を同定している。これら分子メカニズムの解析に加え、本年度は、「CIEカーゴの輸送制御を介して、TBC1D3、TBC1D24、TRE17がどのような細胞機能に関与するのか」という課題に取り組んだ。その結果、TBC1D24がRab22AとともにCIEカーゴのリサイクリングを介して細胞増殖を促進することが示唆された。TRE17については、CIEカーゴの1つであるCD147の輸送制御を介して、癌細胞の浸潤能を亢進することを明らかにした。このように、上記3つのRabGAPについて、CIEカーゴ輸送における機能、その分子メカニズムの解明、およびそれらを介した細胞機能制御、といった当初計画した解析を実施し、一定の成果を上げた。これらのことから、本研究課題は概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題は研究期間を延長し、これまでに成果を上げてきたTBC1D3、TBC1D24、TRE17の解析について、さらに以下の解析を加える。
TBC1D3：Rab22aを活性化することによりTREの形成を促進することを明らかにしているが、通常低分子量G蛋白質はGEFによって活性化されることから、TBC1D3がどのようなGEFを介してRab22aを活性化するのかを明らかにする。
TBC1D24：最近TBC1D24が乳癌において高発現し、TBC1D24が癌細胞の増殖・遊走・浸潤に関わることが報告されている。我々は、TBC1D24がCIEカーゴの輸送を介して細胞増殖・遊走を促進することを見出していることから、TBC1D24のこの機能が細胞のがん化、悪性化にどのように寄与するのかを検討する。また、その際に標的となるCIEカーゴを同定し、TBC1D24高発現による細胞癌化のメカニズムを明らかにする。
TRE17：上記のように、TRE17がCD147のリサイクリングを促進することによって癌細胞の浸潤を促進することを細胞レベルで明らかにしている。このシグナル系が、in vivoにおいても癌細胞の浸潤・転移を促進するのかをマウスを用いて検証する。また、TRE17の局在を制御する候補因子が、実際にTE17の翻訳後修飾によりTRE17の局在を制御するのか、それによりCIEカーゴの輸送に関わるのかを検証する。さらに、この候補因子は癌の悪性化にも関与することから、この因子がTRE17の制御を介して癌細胞の悪性化に寄与するのかを検証する。
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| Causes of Carryover |
本研究課題の研究成果の一部をまとめた論文1編を現在投稿中（現在審査中）であり、また、もう1編を投稿予定であるが、審査員から多くの追加実験を要求されることが予想される。論文の掲載をもって本研究課題を完遂とするには、次年度まで追加実験の対応を行う必要がある。それ故、令和元年度で終了予定の本補助事業期間を令和二年度まで延長する必要がある。
次年度使用分は、追加実験に必要な試薬、消耗品および実験動物の購入にあて、令和2年度中に全て使用する。
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Research Products
(6 results)
