翻訳後修飾によるＧＡＴＡ３制御機構の解明

2011 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23790522
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 細川 裕之 千葉大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (60431756)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2013-03-31
• Keywords: アレルギー･ぜんそく / 発現制御 / Th2細胞 / GATA3 / 翻訳後修飾

Research Abstract

本研究ではGATA3の翻訳後修飾に着目し、GATA3がどのように複合体の構成を変化させ、それに伴ってどのようにターゲット遺伝子を変化させているのか解析し、Th2細胞分化のマスター転写因子であるGATA3がどのようにTh2細胞の分化を制御しているのか包括的に理解するとともに、アレルギー疾患に対する新たな治療戦略を提唱することを目的とする。平成23年度は、下記の研究を行った。1-1. 機能的なGATA3の翻訳後修飾のスクリーニング申請者はこれまでに行ってきた質量分析 (LC-MS/MS)の結果からから、Th2細胞の中でGATA3が様々な翻訳後修飾 (リン酸化、アセチル化、メチル化)を受けている事を見出しており、その機能解析を行った。これらの翻訳後修飾のうち、リン酸化を受けるS316が抑制性複合体NuRD複合体との結合やTh1細胞分化の抑制に重要であること、メチル化を受けるR261がTh2サイトカインのうちIL-5の活性化にのみ重要であることがメチル化状態をミミックした変異体を用いた解析により明らかになった。現在その分子メカニズムを解析するとともに、in vivo解析に向けて変異型GATA3を発現するTgマウスの作製を開始した。1-2. NuRD複合体との会合を抑制するリン酸化修飾の解析申請者はリン酸化を受けたGATA3がTh2細胞の中でどのような複合体を形成しているのか、また、どのような遺伝子の発現を制御しているのかを解析する目的で、リン酸化GATA3特異的な抗体の作製を試みた。しかし、今回作製したLotではリン酸化GATA3を特異的に認識することが出来なかった。現在、免疫するラビットの個体数を増やし、免疫方法や回数の最適化を行っている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

1-1の実験について計画以上の進展があり、これまでに同定した翻訳後修飾の中から機能的な翻訳後修飾のスクリーニングを終え、非常に興味深い2つの翻訳後修飾を同定することが出来た。これらの翻訳後修飾について詳しい機能解析を行い、その分子メカニズムが明らかになりつつある。さらに、in vivo解析に向けてこれらの翻訳後修飾を受けるアミノ酸残基に変異を導入したGATA3を発現するTgマウスの作製を開始している。1-2の実験については、リン酸化GATA3特異的な抗体の作製がうまくいかず、当初の計画よりもやや遅れているが、現在遅れを取り戻すべく、リン酸化GATA3特異的な抗体作製の最適化を行っている。全体としてはおおむね順調に進展していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

同定した2つの翻訳後修飾についてはさらなる詳細な分子メカニズムを解析し、論文発表することを目指す。また、in vivo解析に向けて作成中のTgマウスをGATA3cKOマウスと掛け合わせ、変異型GATA3をT細胞特定的に発現するマウスを作製し、喘息モデルなどのTh2型病態動物モデルを用いてGATA3の翻訳後修飾の生理的な役割について解析を行う。遅れているリン酸化GATA3抗体を用いた機能解析は抗体ができ次第開始する予定である。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

同定した2つの翻訳後修飾についてはさらなる詳細な分子メカニズムを解析並びに変異型GATA3をT細胞特定的に発現するマウスを作製するための、試薬･プラスティック･マウス等に研究費を使用する。又、海外の学会での発表並びに論文発表等にも使用する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Murine Schnurri-2 controls Natural Killer cell function and lymphoma development. (2012)
  • Author(s): Yamashita, J., Iwamura, C., Mitsumori, K., Hosokawa, H., Sasaki, T., Takahashi, M., Tanaka, H., Kaneko, K., Hanazawa, A., Watanabe, Y., Shinoda, K., Tumes, D., Motohashi, S. and Nakayama, T.
  • Journal Title: Leuk. Lymphom Volume: 53 Pages: 479-486
  • DOI: 10.1016/j.immuni.2011.08.017
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genome-wide analysis reveals unique regulation of transcription of Th2-specific genes by GATA3. (2011)
  • Author(s): Horiuchi, S., Onodera, A., Hosokawa, H., Watanabe, Y., Tanaka, T., Sugano, S., Suzuki, Y. and Nakayama, T.:
  • Journal Title: J. Immunol. Volume: 186 Pages: 6378-6389
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1100179
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Eomesodermin controls interleukin-5 production in memory T helper 2 cells through inhibition of activity of the transcription factor GATA3. (2011)
  • Author(s): Endo, Y., Iwamura, C., Kuwahara, M., Suzuki, A., Sugaya, K., Tumes, J. D., Tokoyoda, K., Hosokawa, H., Yamashita, M. and Nakayama, T.
  • Journal Title: Immunity Volume: 35 Pages: 733-745
  • DOI: 10.1016/j.immuni.2011.08.017
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Eomesodermin controls IL-5 production in memory Th2 cells through the inhibition of GATA3 activity. (2011)
  • Author(s): 遠藤裕介、小野寺淳、細川裕之、中山俊憲
  • Organizer: 第21回Kyoto T Cell Conference
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2011.6.11
• [Presentation] 肺炎球菌の血流感染及び肺炎における、IL-13による宿主防御の役割/ Protective role of IL-13 in sepsis and respiratory infection against S. pneumoniae. (2011)
  • Author(s): Yamamoto, N., DelaCruz, C., Takahashi, M., Fujita, T., Hosokawa, H., Nakayama, T., Akahori, Y., Yamamoto, H., Kawakami, K., Askenase, W. P., and Kanemitsu, K
  • Organizer: 第40回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 幕張
  • Year and Date: 2011.11.29
• [Presentation] マウスSchnurri-2はNK細胞の機能とリンパ腫の発症を制御する/ Murine Schnurri-2 controls Natural Killer cell function and lymphoma development. (2011)
  • Author(s): Yamashita, J., Iwamura, C., Hosokawa, H., Sasaki, T., Tumes, D., Motohashi, S., and Nakayama, T.
  • Organizer: 第40回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 幕張
  • Year and Date: 2011.11.28
• [Presentation] GATA3 ChIP-sequence解析を用いたTh2特異的遺伝子の転写調節機構の解明/ Genome-wide analysis reveals unique regulation of transcription of Th2-specific genes by GATA3. (2011)
  • Author(s): 堀内周、小野寺淳、細川裕之、渡邊友紀子、中山俊憲
  • Organizer: 第40回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 幕張
  • Year and Date: 2011.11.27
• [Presentation] STAT6によって誘導されるポリコ－ムとトライソラックスのー置換反応/ STAT6-mediated displacement of Polycomb by Trithorax complex establishes long-term maintenance of GATA3 expression in Th2 cells. (2011)
  • Author(s): Onodera, A., Yamashita, M., Endo, Y., Kuwahara, M., Tofukuji, S., Hosokawa, H., Horiuchi, S., Watanabe, Y., and Nakayama, T.
  • Organizer: 第40回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 幕張
  • Year and Date: 2011.11.27