2015 Fiscal Year Annual Research Report
Hsp70によるLQT2由来変異HERG蛋白成熟化の二重品質管理機構と治療応用
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25461109
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
李 佩俐 鳥取大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40464292)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 信人 鳥取大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (50620316)
白吉 安昭 鳥取大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (90249946)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 変異hERG / アセチル化 / ユビキチン化 / lysine / HDAC6 / HDAC阻害剤 / LQT2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
LQT2はhERG遺伝子変異が原因で、変異hERG蛋白がユビキチン・プロテアソーム系（UPS）により分解され、細胞膜に発現する成熟型蛋白とチャネル活性の低下がQT延長を招き、心臓突然死などを引き起こす疾患である。その治療は変異蛋白の分解を阻止することです。Histone deacetylase (HDAC)は細胞質蛋白のアセチル化による蛋白の翻訳後修飾を起こすことが知られている。我々はHDACの新たな機能としてHDAC6を介してpost translational modificationによる心筋の変異hERG蛋白をレスキューすることを見つけた。
本年度はHDAC6がhERG蛋白を増加する機序に関しての研究が進んだ。Lysineはユビキチン化とアセチル化の標的になるため、hERG蛋白のユビキチン化レベルを検討した。HDAC6はhERG蛋白のユビキチン化を増加した。ノックダウンHDAC6並びHDAC6の特異inhibitorはhERG蛋白とhERG蛋白のアセチル化を増加し、一方hERG蛋白のユビキチン化を抑制した。チェイス実験でhERG蛋白の半減期を測定したところ、hERG蛋白未熟型(135KDa)はHDAC6共発現により短縮された。ノックダウンHDAC6又HDAC6特異inhibitorはhERGの半減期を顕著に延長した。以上の結果から、HDAC6はhERG蛋白のアセチル化とユビキチン化を介して、hERG蛋白の安定性に関与する。HDAC6のubiquitin binding domain(UBD)はhERG蛋白の発現に関与するかを検証するために、hERGと野生型およびUBD欠損HDAC6共発現後、ウエスタンブロット法でhERG蛋白を測定した。野生型HDAC6だけはhERG蛋白レベルを減少した。以上、UBDはHDAC6のhERG蛋白分解の中心的な役割を果たすと結論づけた。
HDAC6 inhibitors がマウス心筋細胞(HL-1)の内在性ERG蛋白および電気生理指標に及ぼす効果も検証した。
以上の結果はHDAC6の阻害がhERGチャネル蛋白のユビキチン化を抑制に介して、hERG蛋白発現とhERG電流を増加する。即ち、hERG蛋白のユビキチン化とアセチル化は拮抗的働くことが明らかとなった。
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