2013 Fiscal Year Research-status Report
クエン酸回路と遺伝子発現系のクロストークによる炎症と発癌の制御機構
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24657092
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
鎌田 英明 広島大学, 医歯薬保健学研究院, 准教授 (10233925)
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| Keywords | 代謝 / HIF1 / クエン酸 |
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| Research Abstract |
HIF1-αは遺伝子発現制御を介して代謝制御に重要な役割をになう転写因子である。HIF1-αの発現は酸素濃度による制御を受容しており、この制御機構にはプロリン残基の水酸化とユビキチンプロテアソーム系による分解が主要な役割を果たしている。さらにHIF1-αは炎症や発がんに連関した転写因子であるNF-κBとの間で密接なクロストークを行っており、この結果として細胞内での代謝機構の改変を介して細胞応答を制御することが知られている。本研究ではHIF1-αの細胞内動態について、炎症に連関した転写因子であるNF-κBとの相互作用とユビキチンプロテアソーム系を介した制御機構についての解析を行った。HIF1-αの細胞内の発現レベルは酸素濃度による制御を受容しており、この制御は転写レベルや翻訳レベルでの制御に依存せずにユビキチンプロテアソーム系を介したタンパク質分解系が主要な役割を担うことが確認された。ところが興味深いことにクエン酸を細胞に負荷すると、細胞種特異的にHIF1-αの細胞内発現レベルを変化するという新規の現象が見いだされた。この現象は当初はクエン酸によるαケトグルタル酸の細胞内濃度上昇にともなうHIF1-αのプロリン水酸化の亢進と、ユビキチンプロテアソーム系を介した分解が関与する可能性が想定された。しかし詳細な解析の結果、HIF1-αのプロリン水酸化の亢進は認めらず、さらにユビキチンプロテアソーム系を介したHIF1-αの分解の亢進も認められなかった。さらに遺伝子発現レベルにも変化が認められなかったことから翻訳レベルでの制御を受容している可能性が想定された。実際に発現系を用いた解析により転写レベルやタンパク分解レベルの制御ではなく、翻訳機構が改変されることが判明した。
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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
本研究では興味深い結果として翻訳レベルでのHIF1-αタンパク質の発現制御という極めて興味深い現象が見いだされた。この現象は代謝制御機構の解明で新規のものであり、極めて興味深いものである。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通りに、培養細胞を用いた分子生物学的解析と、マウスと用いた研究を遂行する。とくにHIF1-αタンパク質の発現制御機構に関して、転写システムと翻訳システムを用いた実験系を構築し、細胞レベルで認められる代謝物によるHIF1-αタンパク質発現制御のin vitro系における再構成系を構築する。さらにこの再構成系を用いた解析によりHIF1-αタンパク質の翻訳が代謝物により制御される分子機構を解明する。この成果をもとに細胞レベルにおいて、HIF1-αの翻訳制御と細胞応答の関連を解析する。またと個体レベルにおいてもHIF1-αの制御が代謝や炎症や発がんに及ぼす効果について解析する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本研究ではクエン酸回路代謝物によるシグナル伝達系の改変について培養細胞レベルと遺伝子改変マウスを用いた解析を遂行する予定であったが、この実験に予定していた遺伝子改変マウスの子の出産が遅延したために、予定していた実験の介した遅滞した。
用意が完了した遺伝子改変マウスを用いて個体レベルでの代謝制御の応答を解析すると共に、タンパク質翻訳制御機構と代謝制御の連関の分子レベルでの機構解析を行う。
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[Journal Article] Lactobacillus casei strain Shirota protects against non-alcoholic steatohepatitis development in a rodent model2013
Author(s)
Hirofumi Okubo, Hideyuki Sakoda, Akifumi Kushiyama, Midori Fujishiro, Yusuke Nakatsu, Toshiaki Fukushima, Yasuka Matsunaga, Hideaki Kamata, Takashi Asahara, Yasuto Yoshida, Osamu Chonan, Misaki Iwashita, Fusanori Nishimura, and Tomoichiro Asano
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Journal Title
American Journal Physiolgy-Gastrointestinal and Liver Physiogy
Volume: 305
Pages: 911-918
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Resistin-Like Molecule β Is Abundantly Expressed in Foam Cells and Is Involved in Atherosclerosis Development.2013
Author(s)
Kushiyama A, Sakoda H, Oue N, Okubo M, Nakatsu Y, Ono H, Fukushima T, Kamata H, Nishimura F, Kikuchi T, Fujishiro M, Nishiyama K, Aburatani H, Kushiyama S, Iizuka M, Taki N, Encinas J, Sentani K, Ogonuki N, Ogura A, Kawazu S, Yasui W, Higashi Y, Kurihara H, Katagiri H, Asano T.
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Journal Title
Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology
Volume: 33
Pages: 1986-1993
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Par14 associates with IRS-1, thereby enhancing insulin-induced IRS-1 phosphorylation and metabolic actions.2013
Author(s)
Zhang J, Nakatsu Y, Sinjo T, Guo Y, Sakoda H, Yamamotoya T, Otani Y, Okubo H, Kushiyama A, Fujishiro M, Fukushima T, Tsuchiya Y, Kamata H, Nishimura F, Katagiri H, Takahashi SI, Kurihara H, Uchida T, Asano T.
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Journal Title
Journal of Biological Chemistry
Volume: 288
Pages: 20692-20701
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Integrator complex plays anessential role inadipose differentiation2013
Author(s)
Yuichiro Otani, Yusuke Nakatsu, Hideyuki Sakoda, Toshiaki Fukushima, Midori Fujishiro, Akifumi Kushiyama, Hirofumi Okubo, Yoshihiro Tsuchiya, Haruya Ohno, Shin-Ichiro Takahashi, Fusanori Nishimura, Hideaki Kamata, Hideki Katagiri, Tomoichiro Asano
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Journal Title
Biochemical and Biophysical Research Communications
Volume: 434
Pages: 197-202
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Promotion of DNA repair by nuclear IKKβ phosphorylation of ATM in response to genotoxic stimuli2013
Author(s)
Kei Sakamoto, Yohko Hikiba, Hayato Nakagawa, Yoshihiro Hirata, Yoku Hayakawa, Hiroto Kinoshita, Wachiko Nakata, Kosuke Sakitani, Ryota Takahashi, Masao Akanuma, Hideaki Kamata, Shin Maeda
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Journal Title
Oncogene
Volume: 32
Pages: 1854-1862
DOI
Peer Reviewed
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