2021 Fiscal Year Research-status Report
亜鉛欠乏症への亜鉛要求性タンパク質恒常性維持シグナル伝達機構破綻の関与
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18K06957
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
枝松 裕紀 順天堂大学, 医学部, 准教授 (70335438)
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2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | Ras / がん / 小胞体ストレス / JNK / p38 / UPR / MAPキナーゼ / IRE1 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
亜鉛欠乏が引き起こす細胞ストレス誘導機構について、亜鉛欠乏下での活性型変異体Ras（以下、HrasG12V）の発現によるラット線維芽細胞Rat-1細胞のストレス応答をモデル系とした解析を進めた。亜鉛欠乏によるカスパーゼ３活性化を伴う細胞死誘導には、HrasG12Vの発現とその下流のMAPキナーゼ（ERK）の活性化が必要とされることと、ストレスMAPキナーゼ（JNKまたはp38MAPK）の活性化が要求されることを明らかにしていた。トランスクリプトーム解析とジーンオントロジー解析から、何らかのUPR経路の活性化が関与することが示唆されていた。以上を踏まえ、現象に関与し得るUPR経路の特定を進めることにした。主要UPR経路で機能するセンサー分子であるPERKとIRE1の活性化について解析した。その結果、Rat-1細胞でのHrasG12Vの発現は、PERKの活性化をほとんど誘導しなかった。その一方でIRE1により触媒されるXbp1 mRNAの非定型スプライシングを誘導することを確認し、HrasG12V発現によるIRE1の活性化が示された。IRE1の下流では、JNKなどストレスMAPキナーゼの活性化することが知られている。そこで次に、IRE1の阻害剤で細胞を処理したところ、血清除去下による亜鉛欠乏条件下でのHrasG12Vの発現によるストレスMAPキナーゼ活性化が強く阻害された。このことから、少なくともRat-1細胞では、亜鉛欠乏下でのHrasG12Vの発現によるストレスMAPキナーゼ活性化に、IRE1が重要な役割を果たすことが示された。以上の結果から、Rasの活性化によるERK活性化がIRE1の活性化を引き起こし、亜鉛欠乏下ではさらにIRE1によるストレスMAPキナーゼの活性化を引き起こすことで、カスパーゼ３活性化を伴う細胞死誘導につながることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初計画の３年以内に成果とりまとめができなかったことにより、期間延長をした。年度内の印刷公表を目指し投稿準備を進めたが、論文投稿が年度中盤にずれ込んだ。さらにコロナ禍などの影響もあり、予想外に査読に時間を要した。その結果、論文受理が年度末ぎりぎりとなってしまい、目標としていた年度内の印刷公表ができなかった。一方で、RASシグナル伝達系におけるUPRシグナル伝達系の役割の重要性を見出すなど、研究そのものの停滞は生じなかった。印刷公表の遅れを主な理由として、本区分を選択した。
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| Strategy for Future Research Activity |
Rat-1細胞で見出したタンパク質恒常性維持シグナル伝達の機能と細胞内亜鉛との関係の普遍性を、他の培養細胞株を用いた解析で検討する。
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| Causes of Carryover |
2021年度に論文を投稿し年度末までに掲載決定に至ったが、印刷公表が次年度にずれ込んだために関連する予算の執行が遅れてしまった。また論文査読の過程で要求される追加実験や書き直しへの対応のための予算を組んでいたが、追加実験等の費用が想定したほどには必要とはならなかった。また、当該年度に参加を計画していた学会が新型コロナ禍の影響による中止やリモート開催になるなどの理由から、学会に参加するための旅費に関係した予算の執行ができなかった。以上の理由から、次年度使用が生じた。次年度使用分は、亜鉛のはたらきの普遍性を検討するために各種培養細胞株をそろえたり、学会で成果発表したりする費用に充てる計画である。また成果発表のために、これまでの研究をさらに精密に行う必要もあるので、それに関わる試薬等の購入にも充てる計画である。
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