p32遺伝子ノックアウトによる活性酸素産生、電子伝達系、サイトカイン産生の変化

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Signaling functions of reactive oxygen species
• Project/Area Number: 23117712
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 康 東天 九州大学, 医学研究院, 教授 (80214716)
• Keywords: p32 / 活性酸素 / ノックアウトマウス / ミトコンドリア / 翻訳 / 自然免疫 / 炎症性サイトカイン

Research Abstract

(1)組織特異的32ノックアウトマウスの作製
現在組織特異的ノックアウトマウス(β細胞、心筋、血管内皮、神経)を作成中である。β細胞および神経細胞特異的ノックアウトマウスではホモのマウスが生まれた。心筋、血管内皮に関しては、まだ新生児のゲノム解析を継続している段階で、ホモのノックアウトマウスの誕生は確認されていない。
(2)MEF細胞株を用いたミトコンドリア呼吸機能解析
p32ノックアウトMEF細胞株を樹立した。p32ノックアウトMEF細胞株では細胞内活性酸素の産生がコントロールに比べ2倍ほどに増強していた。ミトコンドリアDNAでコードされるサブユニットを含む電子伝達系の複合体I,III,IVの活性が激減しており、活性酸素の増加もそれに起因すると思われる。電子伝達系野活性低下の原因はミトコンドリア内における翻訳が強く低下していることであることが明らかになった。翻訳低下はミトコンドリアリボソームの形成低下が原因であり、p32はミトコンドリアリボソームの安定的形成に重要な因子であることを明らかにした。
(3)MEF細胞株を用いたサイトカイン発現解析
p32ノックアウトMEF細胞を用いて、各種炎症性サイトカインならびにインターフェロンのmRNA量をRT-PCR法で定量し、いくつかの因子で産生増加を認めている。現在、その増加に(1)活性酸素が寄与しているのか、(2)産生刺激から転写までのどのシグナル伝達経路のどの段階に責任があるのかを一つ一つ転写の下流からチェックしている所である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

計画していた実験はほぼ年度内に実施しており、一定の結論を出すことが出来ている。

Strategy for Future Research Activity

組織特異的ノックアウトが少なくとも2種類はホモのノックアウトマウスが誕生しているため、全身性のノックアウトでは出来なかった個体レベルでの実験が可能になっている。残りの2種について、ホモのノックアウトマウスが胎生致死であった場合の実験計画がまだ確定していない。現在生まれるマウスが増加しているため、実験従事者の不足が懸念されており、残りの2種が胎生致死の場合は、その2種の実験継続をとりあえず放棄することも対応として考えている。

Research Products

• [Journal Article] Effect of mitochondrial transcription factor a overexpression on motor neurons in amyotrophic lateral sclerosis model mice (2012)
  • Author(s): Morimoto, N., Miyazaki, K., Kurata, T., Ikeda, Y., Matsuura, T., Kang, D., Ide, T., Abe, K.
  • Journal Title: J Neurosci Res Volume: 90 Pages: 1200-1208
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Localization of mRNAs encoding human mitochondrial oxidative phosphorylation proteins, (2012)
  • Author(s): Matsumoto, S., Uchiumi, T., Saito, T., Yagi, M., Takazaki, S., Kanki, T., Kang, D.
  • Journal Title: Mitochondrion Volume: 12 Pages: 391-398
  • DOI: 10.1016/j.mito.2012.02.004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mitophagy plays an essential role in reducing mitochondrial production of reactive oxygen species and mutation of mitochondrial DNA by maintaining mitochondrial quantity and quality in yeast (2012)
  • Author(s): Kurihara, Y., Kanki, T., Aoki, Y., Hirota, Y., Saigusa, T., Uchiumi, T., Kang, D.
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: 287 Pages: 3265-3272
  • DOI: M111.280156[pii]10.1074/jbc.M111.280156
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ribonucleoprotein Y-box binding protein-1 regulates mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) protein expression after serum stimulation through binding to OXPHOS mRNA (2012)
  • Author(s): Matsumoto, S., Uchiumi, T., Tanamachi, H., Saito, T., Yagi, M., Takazaki, S., Kanki, T., Kang, D.
  • Journal Title: Biochem J. Volume: 443 Pages: 573-584
  • DOI: BJ20111728[pii]10.1042/BJ20111728
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] mtSSB may sequester UNG1 at mitochondrial ssDNA and delayuracil processing until the dsDNA conformation is restored (2012)
  • Author(s): Wollen Steen, K., Doseth, B., M, P.W., Akbari, M., Kang, D., Falkenberg, M., Slupphaug, G.
  • Journal Title: DNA Repair (Amst) Volume: 11 Pages: 82-91
  • DOI: 10.1016/j.dnarep.2011.10.026S1568-7864(11)00321-1[pii]
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phosphorylation of Serine 114 on Atg32 mediates mitophagy (2011)
  • Author(s): Aoki, Y., Kanki, T., Hirota, Y., Kurihara, Y., Saigusa, T., Uchiumi, T., Kang, D.
  • Journal Title: Mol Biol Cell Volume: 22 Pages: 3206-3217
  • DOI: mbc.E11-02-0145[pii]10.1091/mbc.E11-02-0145
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Frequent Truncating Mutation of TFAM Induces Mitochondrial DNA Depletion and Apoptotic Resistance in Microsatellite-Unstable Colorectal Cancer (2011)
  • Author(s): Guo, J., Zheng, L., Liu, W., Wang, X., Wang, Z., Wang, Z., French, A.J., Kang, D., Chen, L., Thibodeau, S.N., Liu, W.
  • Journal Title: Cancer Res Volume: 71 Pages: 2978-2987
  • DOI: 0008-5472.CAN-10-3482[pii]10.1158/0008-5472.CAN-10-3482
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The role of TFAM-associated proteins in mitochondrial RNA metabolism (2011)
  • Author(s): Uchiumi, T., Kang, D.
  • Journal Title: Biochim Biophys Acta Volume: 1820 Pages: 565-570
  • DOI: S0304-4165(11)00211-X[pii]10.1016/j.bbagen.2011.08.014
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mitochondrial p32/C1QBP is highly expressed in prostate cancer and is associated with shorter prostate-specific antigen relapse time after radical prostatectomy (2000)
  • Author(s): Amamoto, R., Yagi, M., Song, Y., Oda, Y., Tsuneyoshi, M., Naito, S., Yokomizo, A., Kuroiwa, K., Tokunaga, S., Kato, S., Hiura, H., Samori, T., Kang, D., Uchiumi, T.
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 102 Pages: 639-647
  • DOI: 10.1111/j.1349-7006.2010.01828.x
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ミトコンドリアゲノムと酸化ストレス:TFAMから見る細胞機能 (2012)
  • Author(s): 康東天
  • Organizer: 第22回生物試料分析科学会年次学術集会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 20120310-20120311
• [Presentation] Implications of mitochondrial oxidative stress in common diseases (2012)
  • Author(s): Dongchon Kang
  • Organizer: International symposium of mitochondrial biomedicine & ASMRM Council Meeting
  • Place of Presentation: Hangzhou, China
  • Year and Date: 2012-04-08
• [Presentation] ミトコンドリアDNA量と生体ホメオスクーシスの維持に関するマウスモデルによる検討 (2011)
  • Author(s): 井手友美、康東天
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 20110921-20110924
• [Presentation] Phosphorylation of ser114 on ATG32 mediates mitophagy (2011)
  • Author(s): Tomotake Kanki, Yoshimasa Aoki, Yusuke Kurihara, Tetsu Saigusa, Takeshi Uchiumi, Dongchon Kang
  • Organizer: The 8th Conference of Asian Society for Mitochondrial Research and Medicine
  • Place of Presentation: Kagoshima, Japan
  • Year and Date: 20110831-20110904
• [Presentation] Recombinant TFAM attenuates pathological remodeling in cardiac myocytes via inhibiting NAFAT signaling (2011)
  • Author(s): Takeo Fujino, Tomomi Ide, Masayoshi Yoshida, Atushi Tanaka, Ken Onitsuka, Yuko Hata, Takako Takehara, Shinya Takazaki, Mothohiro Nishida, Dongchon Kang, Kenji Sunagawa
  • Organizer: The 8th Conference of Asian Society for Mitochondrial Research and Medicine
  • Place of Presentation: Kagoshima, Japan
  • Year and Date: 20110831-20110904
• [Presentation] 生化学検査標準化と共通基準範囲に向けて (2011)
  • Author(s): 康東天
  • Organizer: 日常検査の現状と将来
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20110408-20110410
• [Presentation] MayTurner症候群に関連する血栓性閉塞と良好な下腹壁静脈の副側血行を呈した先天的AT欠損の若年症例 (2011)
  • Author(s): 藤波舞、伊藤和史、高岡理恵、羽室雅夫、篠原未帆、浦田美秩代、康東天、濱崎直孝
  • Organizer: 第195回日本内科学会近畿地方会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2011-09-10
• [Presentation] Importance of Mitochondrial genome in cellular functions : Oxidative stress and TFAM (2011)
  • Author(s): D.Kang
  • Organizer: 2011Mckay International symposium On mitochondrial medicine in human health and diseases
  • Place of Presentation: Taipei, Taiwan
  • Year and Date: 2011-07-09
• [Book] Importance of mitochondrial genome in multiple cellular functions : A central role of TFAM in its maintenance (2011)
  • Author(s): Kang, D.
  • Total Pages: 20
  • Publisher: Research Signpost, Kerala
• [Remarks]
  • URL: http://www.med.kyushu-u.ac.jp/cclm/