2015 Fiscal Year Annual Research Report
ユビキチン化を介した新たなリン酸化シグナル制御とストレス応答機構の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | New aspect of the ubiquitin system : its enormous roles in protein regulation |
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| Project/Area Number |
15H01168
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
松沢 厚 東北大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (80345256)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | シグナル伝達 / ユビキチン化 / リン酸化 / 免疫応答 / ストレス応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、新規ユビキチン化酵素TRIM48の基質同定とASK1活性化機構の解明、TRIM48のストレス応答機構での生理機能の解明、ユビキチン化関連酵素群によるストレス応答シグナルのバランス制御機構の解明を中心に解析を進めた。
新規ユビキチン化酵素TRIM48については、実際にpull-down法を用いて基質候補を同定し、機能解析を行ったところ、その候補分子がASK1の活性制御を担う重要な分子であることを見出した。TRIM48はASK1の活性化促進分子であることを我々は見出しているが、そのTRIM48の基質候補分子が、TRIM48によってユビキチン化分解されることで、ASK1活性化を制御している可能性についても確認できた。
また、TRIM48のストレス応答機構での生理機能として、細胞死について検討を進めている。TRIM48あるいはTRIM48の基質候補分子のノックダウン・過剰発現によって、ストレス誘導性の細胞死がTRIM48またはTRIM48の基質候補分子によって制御されていることが分かってきた。TRIM48またはTRIM48の基質候補分子によるストレス誘導性細胞死の制御は、ASK1の活性制御機構を介していることも検証できた。
さらに、ASK1特異的なユビキチン化酵素Roquin-2は、細胞死と同様に、サイトカイン産生などの免疫応答を制御していることを明らかにし、この作用もASK1の活性制御機構を介していることも確認した。このように、TRIM48やRoquin-2などのユビキチン化酵素や、ASK1特異的な脱ユビキチン化酵素USP9Xが、全てASK1の活性制御機構を介して、細胞死や免疫応答の調節に深く関与することが分かってきた。このように、これらのユビキチン化関連酵素群によるストレス応答シグナルのバランス制御の仕組みが、ストレスに応じた応答の誘導にとって重要であると考えられる。
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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
本研究の目的は、これまで我々が新規に同定したUSP9X、Roquin-2、TRIM48などのユビキチン化関連酵素群によって、ストレス応答キナーゼASK1の活性制御が厳密に行われることで、ストレスの強さや種類に応じて細胞死や免疫応答などの適切なストレス応答が誘導される仕組みを分子レベルで明らかにすることである。これにより、ユビキチン化関連酵素を標的とした、免疫疾患や癌などのストレス応答の異常によって引き起こされる疾患の新たな治療戦略開発に繋げたい。
本年度は、まず、新規ユビキチン化酵素TRIM48の基質候補を同定し、TRIM48の基質候補分子がASK1の活性制御に重要な分子であることを見出し、TRIM48によるASK1活性化メカニズムを分子レベルで解明できた。また、TRIM48の生理機能について、ストレス誘導性細胞死の調節に深く関与すること、このTRIM48の生理機能もASK1の活性制御を介していることを確認し、TRIM48のストレス応答シグナルおける生理的な重要性や疾患治療標的分子としての可能性を示すことができた。ASK1特異的なユビキチン化酵素Roquin-2についても、細胞死だけでなく、サイトカイン産生などの免疫応答も、ASK1の活性制御機構を介して制御していることが判明した。このように、幾つかのユビキチン化酵素がASK1の活性制御機構に関わり、それらによってASK1の活性が微調整されることで、適切なストレス応答シグナルが誘導されることが分かってきた。以上の結果から、本年度の目標・実施計画はほぼ達成できたと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も、USP9X、Roquin-2、TRIM48などのユビキチン化関連酵素群によるストレス応答キナーゼASK1の厳密な活性制御の仕組みを明らかにするため、詳細な分子レベルで解析を進めたい。
特に、サイトカイン産生などの免疫応答を誘導する免疫シグナルにおけるRoquin-2およびUSP9Xの役割、ASK1活性制御を介した分子メカニズムについて、さらに検証を行う。また、これらのユビキチン化関連酵素群が、感染ストレス刺激の強さ・長さに応じて、協調的に免疫シグナルを微調整し、適切な免疫応答を誘導する仕組みについて解析を進める。さらに、ユビキチン化関連酵素が実際に癌や免疫疾患の治療標的として妥当か否かを評価するために、遺伝子改変動物あるいは細胞を作成し、自己免疫疾患等の動物モデルや細胞からの炎症性サイトカイン産生量などのパラメータを解析することで検討したい。
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[Journal Article] PXR stimulates growth factor-mediated hepatocyte proliferation by cross-talk with the FOXO transcription factor.2016
Author(s)
Shizu, R., Abe, T., Benoki, S., Takahashi, M., Kodama, S., Miayata, M., Matsuzawa, A., Yoshinari, K.
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Journal Title
Biochem. J.
Volume: 473
Pages: 257-266
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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