2019 Fiscal Year Research-status Report
甲状腺疾患の病因解明に向けた濾胞内Tgによる濾胞機能調節シグナル伝達経路の同定
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19K07875
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| Research Institution | Teikyo University |
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Principal Investigator |
鈴木 幸一 帝京大学, 医療技術学部, 教授 (20206478)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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)
川島 晃 帝京大学, 医療技術学部, 研究員 (60624913)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 甲状腺 / サイログロブリン / 細胞内シグナル伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、甲状腺濾胞内に貯蔵される甲状腺ホルモン前駆体であるサイログロブリン（Tg）が、甲状腺刺激ホルモン（TSH）によって誘導される甲状腺機能遺伝子を転写レベルで制御する強力な生理活性物質であることを明らかにしてきた。しかし、巨大分子であるTgがどのように甲状腺細胞に作用しTSHと拮抗する強力な細胞内シグナルを誘導するのかについては未だ不明である。そこで初年度は、TgのTSH下流のPKAシグナルに与える影響について検討を行った。
ラット甲状腺FRTL-5細胞をTSHとTgで刺激し、細胞内タンパク質を回収しPKA下流のシグナル伝達分子のリン酸化状態をWestern blottingで解析した。その結果、濾胞内濃度のTgはTSHによって誘導されるCREBなどのリン酸化を単独で誘導し、TSHと同時に加えるとその作用は相加的に増強した。またPKCの下流にあるRaf/MEK/ERKなどのリン酸化は、TSHでは誘導されないがTgはそれを誘導することが明らかとなった。PI3K-Akt経路においては、Aktとその下流にあるGSKのリン酸化がともにTgおよびTSHによって誘導された。甲状腺ホルモン合成に必須であるNISの遺伝子発現は、TSH、forskolin、あるいはdbcAMPによって強く誘導されることが知られている。FRTL-5細胞をこれらと共にTgで刺激した後にmRNAを抽出してreal-time PCRを行った結果、TSH、forskolin、dbcAMPで誘導されたNISのmRNA発現量は、Tgの濃度および時間依存性に強く抑制されるという、これまで報告したものと同じ結果が得られることを確認した。
すなわちこれらの検討により、TgはPKAシグナルを阻害すること無く、PKCの下流またはその他のシグナル伝達経路を介して甲状腺機能遺伝子発現抑制という作用を発揮することが明らかとなった。
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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
当初の計画通りTgによる各種細胞内シグナル伝達経路のリン酸化に与える影響について検討を行った。TgはPKAシグナルを直接阻害しないがRaf/MEK/ERK経路やPI3K-Akt経路を活性化することなどを明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度の検討により、TgのTSH作用抑制効果はPKAシグナルの阻害によるものでは無いこと、およびTgはRaf/MEK/ERK経路やPI3K-Akt経路を活性化することが明らかとなった。
そこで次年度は、特にRaf/MEK/ERK経路の活性化がTgによる甲状腺機能遺伝子発現抑制に与える影響について解析するとともに、これまでに検討を行った既知の細胞内シグナル伝達経路以外を介する作用についても検討を行う。そのために、Tgでリン酸化されるFRTL-5細胞のタンパク質を質量分析によって網羅的に解析し、得られたデータのパスウェイ解析やクラスター解析等からTgによってリン酸化されるその他のシグナル伝達分子と変動する遺伝子群を抽出して、それぞれの機能についてvalidationを行う。具体的には、得られたTgシグナル伝達経路をsiRNAやゲノム編集、過剰発現などの方法で人為的に阻害または活性化させ、シグナル伝達分子のリン酸化やTgの遺伝子発現抑制効果に対する影響について解析する。また、TSHシグナルに関してもTgの存在下と非存在下における上記と同様の解析を行う。これらの検討により、Tgが持つTSH刺激に拮抗する強力な作用を発揮する際に利用するシグナル伝達経路の全体像を解明する。
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| Causes of Carryover |
初年度につき使用を慎重に行なったため次年度へと持ち越した。次年度においては、研究計画に従い物品費・旅費・人件費それぞれへの使用割合を増やし、より多くの支出を見込んでいる。
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