新しい翻訳後修飾「ヒスタミン化」の分子機構と機能的意義の解明

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K07320
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 倉増 敦朗 昭和大学, 大学共同利用機関等の部局等, 教授 (90302091)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉村 清 昭和大学, 大学共同利用機関等の部局等, 教授 (30346564) ; 本田 健 山口大学, 大学院医学系研究科, 講師 (30457311)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ヒスタミン化修飾 / グアニンヌクレオチド交換因子 / インテグリン / 走化性 / マスト細胞 / RNAシークエンス

Outline of Annual Research Achievements

トランスグルタミナーゼは蛋白質間の架橋反応や蛋白質への一級アミン修飾反応を媒介する酵素である。ヒスタミンは細胞外情報伝達物質として広く認識されているが、一級アミンであることからトランスグルタミナーゼの基質となり細胞内で翻訳後修飾物質として機能している可能性がある。本研究は、「トランスグルタミナーゼによるヒスタミン化修飾反応が、細胞の生理機能に重要である」という仮説を検証しようとするものである。前年度までに、マスト細胞のヒスタミンに対する走化性には、トランスグルタミナーゼ活性と内因性ヒスタミンが必要であることがわかっている。また、走化性の抑制には長時間のトランスグルタミナーゼ阻害薬処理が必要なことから、トランスグルタミナーゼによる蛋白質修飾は転写などの長い時間を要する細胞事象に関与している可能性がある。
最終年度は、ヒスタミン化修飾が転写に与える影響を検討するため、野生型マウスまたはヒスタミン合成酵素欠損マウスから培養したマスト細胞よりRNAを単離し、RNAシークエンス行った。有意に発現量に差がある遺伝子群の内、細胞遊走に関連する遺伝子として、①インテグリン遺伝子群、②グアニンヌクレオチド交換因子(VAV3, DOCK1)、等の発現量が野生型に比べてヒスタミン合成酵素欠損マスト細胞で低下していることがわかった。これらの遺伝子群は、ヒスタミン化によって発現が制御されている可能性がある。
マスト細胞のヒスタミンに対する走化性は、インテグリンに依存していることから、インテグリン遺伝子の発現低下が走化性の抑制につながったと考えられる。また、低分子G蛋白質のRac1およびRac2が走化性に重要であることもわかっているが、VAV3やDOCK1はRacの交換因子として働くことが報告されているので、これらの遺伝子転写の低下がRac1/2の活性化を抑制し、走化性が低下した可能性もある。