2013 Fiscal Year Annual Research Report
オートファジー調節因子Ragulator複合体によるメチル水銀毒性軽減機構
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25281023
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
黄 基旭 東北大学, 薬学研究科(研究院), 講師 (00344680)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 勉 東北大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (00400474)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | メチル水銀 / オートファジー / 毒性 |
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| Research Abstract |
我々は、リソソーム膜上で機能するRagulator-Rag複合体（RR複合体）がメチル水銀によって過剰に誘導されたオートファジーを負に制御することによってその毒性を軽減している可能性を見出している。そこで本年度では、メチル水銀によるオートファジー誘導に関わる分子機構について詳細に検討した。飢餓や様々なストレスによるオートファジーの誘導にはmTORの不活性化が関与しており、このmTORを含むmTORC1複合体はULK複合体の機能を負に制御することによってオートファジーを抑制している。メチル水銀がmTORの活性化に関わるPI3K/Akt経路に与える影響を検討したところ、メチル水銀がPI3K/Akt経路を活性化していることが確認され、この際にオートファゴソームの量と相関するLC3-IIのレベルが増加していた。また、mTORの基質蛋白質であるp70S6Kのリン酸化もメチル水銀によって増加した。このことは、メチル水銀はmTORの活性と関係なく、オートファジーを誘導することを示唆している。一方、mTORC1複合体がULK複合体の活性を抑制するためには、RR複合体を介してリソソーム膜上にリクルートされる必要がある。そこで、メチル水銀がRR複合体構成因子の細胞内レベルに与える影響を調べたところ、LAMTOR3（MP1）の細胞内レベルがメチル水銀処理時間に依存して著しく減少した。なお、飢餓時にはメチル水銀処理時とは異なってLAMTOR3レベルの低下は認められなかった。さらに、LAMTOR3の発現を抑制させることによってLC3-IIのレベルが増加した。以上のことから、メチル水銀はLAMTOR3の細胞内レベルを減少させることによってRR複合体の機能を阻害し、これがメチル水銀によるオートファジーの誘導に関与していることが示唆された。
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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
本研究は、メチル水銀による毒性発現に過剰に誘導されたオートファジーが関与していることを証明するとともに、それに関わる分子機構の解明を目指すものである。これまでの検討により、メチル水銀はRR複合体構成因子であるLAMTOR3の細胞内レベルを減少させることによってRR複合体の機能を阻害し、これがメチル水銀によるオートファジーの誘導に関与していることが始めて明らかになった。本研究成果は、当初の研究目的を達成する上で非常に重要な知見であることから、当初の目標を向けて順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの検討により、メチル水銀はRR複合体構成因子であるLAMTOR3のレベルを低下させることによってオートファジーを誘導していることが明らかになった。今後、メチル水銀によるLAMTOR3レベルの低下に関わる分子機構について下記の検討を行う。
メチル水銀がLAMTOR3のmRNAレベルに与える影響を検討する。メチル水銀によるLAMTOR3 mRNAレベルの低下が認められなかった場合は、メチル水銀がLAMTOR3蛋白質の安定性に与える影響を検討する。また、LAMTOR3蛋白質の安定性に関わる分子機構について様々な生化学的および分子生物学的方法を用いて検討する。また、メチル水銀によって過剰に誘導されたオートファジーによる細胞死の誘導に関わる分子機構についても詳細に検討する。特に、Fasなどのサイトカイン刺激により、リソソームの膜透過性が増加することによってカテプシンBやDなどが細胞質に漏出して細胞死促進因子Bidを活性化し、ミトコンドリアを介する細胞死を引き起こすことが知られている。これらの機構とメチル水銀によるオートファジー性細胞死との関わりを詳細に検討する。
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Research Products
(6 results)
