細胞の増殖と分化におけるMARE依存的転写制御の役割

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20012004
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 本橋 ほづみ Tohoku University, 大学院・医学系研究科, 准教授 (00282351)
• Keywords: 細胞増殖 / 巨核球 / 胞体突起形成 / 転写因子

Research Abstract

本研究では、MARE依存的た転写制御の多様性とダイナミックな変動のメカニズムを明らかにすることを通して、細胞のがん化とその進展におけるNrf2-小Mafの貢献を明らかにすることを目的とする。
Nrf2のsmall interfering RNA(siRNA)を用いてエレクトロポレーション伝でノックダウンした際に、A549細胞の増殖はトランスフェクション後24時間から72時間までコントロールに比較して有意に抑制さけた。次に3種類のNrf2のsiRNAを用いて同様にノックダウンを行い、24時間後のtotal RNAを用いてマイクロアレイ解析を施行した。その結果、既知のNrf2の標的遺伝子である抗酸化酵素(NQO1, GPX2, GSTA2, GSTA5 etc)や解毒化酵素(HMOX1, TXNRD1, GCLM etc)の一群の他にSPP1(osteontin)やFGF7(Keratinocvte growth factor)といった増殖因子が有意に抑制されていることが判明した。実際に定量PCRを施行しこれらの潰伝子のmRNAが有意に抑制されていることを確認した
Osteopontin遺伝子のプロモーター領域にはNrf2が小Maf群因子とヘテロ二量体を形成して結合するARE(antioxidant responsive element)領域が存在することが確認されており、同部位で抗Nrf2抗体存用いてクロマチン免疫沈降法(chromatin immunoprecipitation assay)を施行した。その結果Nrf2がosteopontin遺伝子のプロモーター領域に直接結合していることを確認した
本研究において、幅広い悪性腫瘍で増殖促進因子として働くことが報告されているosteopontinが、ヒト肺癌細胞株においてNrf2の直接の標的遺伝子であることを確認した。これはNrf2か癌細胞の増殖を促進している機序の一端を説明している可能性が高い。

Research Products

• [Journal Article] Genetic analysis of hierarchical regulation for Gatal and NF-E2 p45 gene expression in megakaryopoiesis (2010)
  • Author(s): Takayama M, Fujita R, Suzuki M, Okuyama R, Aiba S, Motohashi H, Yamamoto M.
  • Journal Title: Mol Cell Biol (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The selective autophagy substrate p62 activates the stress response transcription factor Nrf2 through inactivation of Keap1 (2010)
  • Author(s): Komatsu M, Kurokawa H, Waguri S, Taguchi K, Kobayashi A, Ichimura Y, Sou Y.-S., Ueno I, Sakamoto A, Tong KI, Kim M, Nishito Y, Iemura S.-i., Natsume T, Ueno T, Kominami E, Motohashi H, Tanaka K, Yamamoto M.
  • Journal Title: Nat Cell Biol 12 Pages: 213-223
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NF-E2 domination over Nrf2 promotes ROS accumulation and megakaryocytic maturation (2010)
  • Author(s): Motohashi H, Kimura M, Fujita R, Inoue A, Pan X, Takayama M, Katsuoka F, Aburatani H, Bresnick EH, Yamamoto M.
  • Journal Title: Blood 115 Pages: 677-686
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural basis of alternative DNA recognition by Maf transcription factors (2009)
  • Author(s): Kurokawa H, Motohashi H, Sueno S, Kimura M, Takagawa H, Kanno Y, Yamamoto M, Tanaka T.
  • Journal Title: Mol Cell Biol 23 Pages: 6232-6244
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Constitutively active aryl hydrocarbon receptor expressed in T cells increases immunization-induced IFN-γ production in mice but does not suppress T_h2-cytokine production or antibody production (2009)
  • Author(s): Nohara K, Suzuki T, Ao K, Murai H, Miyamoto Y, Inouye K, Pan X, Motohashi H, Fujii-Kuriyama Y, Yamamoto M, Tohyama C.
  • Journal Title: Int Immunol 21 Pages: 769-777
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Modulation of megakaryocytic gene expression by electrophiles as a potential anti-platelet therapy (2009)
  • Author(s): 本橋ほづみ
  • Organizer: NAPA 2009
  • Place of Presentation: Jeju, Korea
  • Year and Date: 20091212-20091215
• [Presentation] Identification of the target genes of transcription factor NF-E2 p45 in megakaryocytes (2009)
  • Author(s): 藤田理恵, 本橋ほづみ, 油谷浩幸, 山本雅之
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 20091209-20091212
• [Presentation] TGF-beta suppresses transcription of Heme Oxigenase-1 through induction of MafK and Bach1 (2009)
  • Author(s): 沖田結花里, 鴨志田敦, 鈴木裕之, 伊東健, 本橋ほづみ, 五十嵐和彦, 山本雅之, 加藤光保
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 20091209-20091212
• [Presentation] Nrf2 is degraded by Keap1-independent proteasome pathway in the absende of small Maf proteins (2009)
  • Author(s): 勝岡史城, 中山博未, 本橋ほづみ, 山本雅之
  • Organizer: 第32回日本会子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 20091209-20091212
• [Presentation] NF-E2 p45 N-terminal Region Is Essential for Transactivation Mediating Thrombogenesis (2009)
  • Author(s): 高山昌理子, 藤田理恵, 本橋ほづみ, 山本雅之
  • Organizer: Tohoku University Global COE for Conquest of Signal Transduction Diseases with "Network Medicine"
  • Place of Presentation: Gonryo-kaikan, Sendai
  • Year and Date: 20091207-20091208
• [Presentation] Nrf2 is degraded by Keap1-independent degradation pathway in the absence of small Maf proteins (2009)
  • Author(s): 勝岡史城, 本橋ほづみ, 中山博未, 山本雅之
  • Organizer: 21st Century Advances in the Molecular Toxicology of Environmental Chemicals and Pathogenesis of Disease
  • Place of Presentation: University of Tokyo, Tokyo
  • Year and Date: 20091026-20091027
• [Presentation] マウス胎生期における小Maf群因子の機能 (2009)
  • Author(s): 中山博未, 勝岡史城, 本橋ほづみ, 山本雅之
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 20091021-20091024
• [Presentation] 血小板形成における転写因子NF-E2 p45 N末端領域の重要性 (2009)
  • Author(s): 高山昌理子, 井上あい, 藤田理恵, 本橋ほづみ, 山本雅之
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 20091021-20091024
• [Presentation] Double-edged Sword of the Nrf2-Keap1 Stress Response System ; Carcino genesis and Cancer Chemoprevention (2009)
  • Author(s): Masayuki Yamamoto, Tatsuhiro Shibata, Ohta Tsutomu, Kit Tong, Hirofumi Kurokawa, Takafumi Suzuki, Keiko Taguchi, Hozumi Motohashi
  • Organizer: 第68回 日本癌学会学術総会シンポジウム
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 20091001-20091003
• [Presentation] 生体におけるKeap1/Nrf2制御系の機能貢献と応答機構 (2009)
  • Author(s): 本橋ほづみ、藤田理恵、鈴木隆史、Kit T.Tong、黒河博文、山本雅之
  • Organizer: 第62回日本酸化ストレス学会学術集会
  • Place of Presentation: 九州大学百年講堂
  • Year and Date: 20090611-20090612
• [Presentation] マウス胎生期における小Maf群因子の機能 (2009)
  • Author(s): 勝岡史城、中山博未、本橋ほづみ、Engel JD, 山本雅之
  • Organizer: 日本生化学会東北支部第75回例会・シンポジウム
  • Place of Presentation: 東北大学、仙台
  • Year and Date: 2009-05-09