アクアポリン4の蛋白複合体とアレイ構造による機能制御に関する研究

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21390061
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 安井 正人 慶應義塾大学, 医学部, 教授 (90246637)
• Keywords: アクアポリン / 蛋白複合体 / 構造機能相関 / 水分子 / 脳浮腫

Research Abstract

昨年度までの研究によりAQP4 M1アイソフォーム特異的ノックアウトマウスの小脳では野生型と比較して遥かに巨大なアレイ構造を形成していることが確認できたものの、AQP4タンパク質の総量が野生型マウスの40%程度まで減少していた。これは胎仔の大脳皮質より調製した初代培養アストロサイトでも同様であった。そこで、AQP4 M1アイソフォーム特異的ノックアウトマウスにおけるAQP4発現の低下がmRNAレベルでもおきているか否かを検証するため、8週齢のマウス小脳及び初代培養アストロサイトよりRNAを抽出し、ノーザンブロット解析を行ったところ、AQP4 M1アイソフォーム特異的ノックアウトマウスでは、8週齢の小脳においても、初代培養アストロサイトにおいてもAQP4 mRNAの発現低下が認められ、転写レベルの調節が起こっている可能性が強く示唆された。しかしながら、これはAQP4遺伝子内に外来のDNA断片を挿入したことによるアーチファクトである可能性も否定できない。今後はこれも踏まえ、初代培養アストロサイトを用いて転写・翻訳・翻訳後のAQP4の発現調節機構の解明を行う必要がある。
また、翻訳後のAQP4の発現調節機構の解明の目的で、AQP4のM1、M23をそれぞれ単独で発現するCHO細胞の安定発現株を複数樹立し、M1及びM23タンパク質の安定性について検討したところ、M1は比較的安定であるのに対し、M23を単独で発現させるとライソゾームやプロテアゾームで分解を受ける可能性を示す結果を得た。これは巨大なアレイを形成することによりAQP4タンパク質の分解が促進されることを示唆している。AQP4 M1アイソフォーム特異的ノックアウトマウス、AQP4完全ノックアウトマウスは、理研BRCとの共同研究による網羅的表現型解析が現在も進行中で、7月下旬頃までには全ての結果が出そろう見込みとなっている。

Research Products

• [Journal Article] An astrocyte-specific enhancer of aquaporin-4 gene functions through a consensus sequence of POU transcription factors in concert with multiple upstream elements (2012)
  • Author(s): Abe Y, Ikeshima-Kataoka H, Goda W, Niikura T., Yasui M
  • Journal Title: J.Neurochem Volume: 120(6) Pages: 899-912
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Quiescence and _YH2AX in Neuroblastoma are Regulated by Ouabain/Na, K-ATPase (2012)
  • Author(s): Hiyoshi H, Abdelhady S, Segerstrom L, Sveinbjornsson B, Nuriya M, Lundgren T.K, Desfrere L, Miyakawa A, Yasui M, Kogne P, Johnsen J.I, Andang M, Uhlen P
  • Journal Title: British Journal of Cancer Volume: (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Apoptosis in mouse amniotic epithelium is induced by activated macrophages through the TNF receptor type 1/TNF pathway (2011)
  • Author(s): Kobayashi K, Umezawa K., Yasui M.
  • Journal Title: Biology of Reproduction Volume: 84 Pages: 248-54
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Progesterone maintains amniotic tight junctions during midpregnancy in mice (2011)
  • Author(s): Kobayashi K, Miwa H., Yasui M
  • Journal Title: Mol Cell Endocrinol Volume: 337(1-2) Pages: 36-42
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Curcumin and genistein additively potentiate G551D-CFTR (2011)
  • Author(s): Yu YC*, Miki H*, Nakamura Y, Hanyuda A, Matsuzaki Y, Abe Y, Yasui M, Tanaka K, Hwang TC, Bompadre SB., Sohma Y (*co-first authors)
  • Journal Title: Journal ot Cystic Fibrosis Volume: 10(4) Pages: 243-52
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Plasma membrane aquaporin AqpZ is essential for glucose metabolism during photomixotrophic growth of Synechocystis sp.PCC 6803 (2011)
  • Author(s): Akai M, Onai K, Kusano M, Sato M, Redestig H, Toyooka K, Morishita M, Miyake H, Hazama A, Checchetto V, Szabo I, Matsuoka K, Saito K, Yasui M, Ishiura M., Uozumi N
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 286(28) Pages: 25224-35
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Non-Gaussian Fluctuations Resulting from Power-Law Trapping in a Lipid Bilayer (2011)
  • Author(s): Akimoto T, Yamamoto E, Yasuoka K, Hirano Y., Yasui M
  • Journal Title: Phys.Rev.Lett. Volume: 107(17) Pages: 178103-07
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Analysis of Aquaporin-Mediated Diffusional Water Permeability by Coherent Anti-Stokes Raman Scattering Microscopy (2011)
  • Author(s): Ibata K, Takimoto S, Morisaku T, Atsushi Miyawaki., Yasui M
  • Journal Title: Biophys J Volume: 101(9) Pages: 2277-2283
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Roles of AQP4 in brain disorders (2011)
  • Author(s): 安井正人
  • Organizer: THE FIRST WORLD CONGRESS ON WATER CHANNEL PROTEINS (AQUAPORINS AND RELATIVES) CELEBRATING THE 25TH ANNIVERSARY OF THE DISCOVEEY OF THE FIRST WATER CHANNEL PEOTEIN (LATER CALLED AQUAPORIN 1)
  • Place of Presentation: CLUJ-NAPOCA, ROMANIA(招待講演)
  • Year and Date: 20111027-20111029
• [Presentation] Perinatal dynamism of water balance and role of aquaporin (2011)
  • Author(s): 安井正人
  • Organizer: 第11回アジア小児腎臓学会学術集会第46回日本小児腎臓病学会学術集会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡)
  • Year and Date: 20110602-20110604
• [Presentation] Water Biology:水分子ナノ動態から高次脳機能に迫る (2011)
  • Author(s): 安井正人
  • Organizer: 第5回トランスポーター研究会九州部会
  • Place of Presentation: ホテルJALシティ宮崎(宮崎)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-17
• [Presentation] Water Biology:水分子ナノ動態から高次脳機能に迫る (2011)
  • Author(s): 安井正人
  • Organizer: 創薬薬理フォーラム第19回シンポジウム
  • Place of Presentation: 日本薬学会長井記念館(東京)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-13
• [Presentation] Roles of aquaporins in water dynamics of the cells (2011)
  • Author(s): 安井正人
  • Organizer: International Conference "Water and Nanomedicine"
  • Place of Presentation: Academy of Sciences and Arts of Republic of Srpska Banja Luka (Bosnia and Herzegovina)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-08-30
• [Presentation] AQPと脳水腫 (2011)
  • Author(s): 安井正人
  • Organizer: 北京大学医学部特別講演会
  • Place of Presentation: 北京大学医学部(北京、中国)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-08-16
• [Remarks]
  • URL: http://web.sc.itc.keio.ac.jp/pharm/