計画的細胞死に共役した細胞内小胞輸送の改変と細胞外シグナルの生成

• Project Area: Homeostatic Regulation by Various Types of Cell Death
• Project/Area Number: 15H01382
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 鎌田 英明 広島大学, 医歯薬保健学研究院(医), 准教授 (10233925)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2016: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2015: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: アポトーシス / ネクロプトーシス / 細胞内小胞輸送 / IKKb / Rab11B / 生体分子 / 細胞・組織 / シグナル伝達 / 遺伝子 / TNF / Rab11b / RIPK3

Outline of Annual Research Achievements

IBキナーゼ(IKK)は細胞の生と死を制御するキナーゼであり、腫瘍壊死因子(TNF)によりIKKを介してNF-Bが活性化されるときには細胞死は誘導されないが、IKKの活性化が抑制されるとカスパーゼを介したアポトーシスや、RIPK1、RIPK3、MLKLを介したネクロプトーシスが誘導される。我々はIKKの活性制御と細胞死との連関について、細胞内小胞輸送系による制御機構と、肝臓の炎症と発がんについての連関の解析を行った。まずカスパーゼによりRab11BのC末領域が切断されて膜から解離して分解されることや、ネクロプトーシスの誘導に伴いRIPK1やRIPK3から構成される複合体にRab11Bが会合することを見いだした。またGFPで標識したRIPK3タンパク質を用いた蛍光顕微鏡下での実時間解析により、ネクロプトーシスによりRIPK3は細胞膜の崩壊前と崩壊後に二つの過程でRIPK3は細胞外に放出されることを見いだした。常時活性型Rab11Bと不活性型Rab11Bの導入細胞において細胞死にともなうRab11Bの動態を解析したところ、この二つのタイプのRab11Bが細胞死応答で異なる制御を受容することも見いだした。Rab11Bのカスパーゼによる切断部位に変異を導入したノックインマウスと、Rab11B遺伝子にLoxＰ配列を導入したマウスを作成したが、このマウスのバッククロスが終了して、生体内におけるRab11Bの炎症と細胞死における役割の解析に取りかかっている。また、肝細胞において恒常的に細胞死が誘導され、慢性炎症による肝硬変様の病態をしめるIKK遺伝子改変マウスの作成に成功した。今後はこのマウスとRab11B遺伝子の改変マウスを交配し、炎症と発がんにおけるIKKと細胞内小胞輸送系との連関の解析を行う予定である。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] USP15 attenuates IGF-I signaling by antagonizing Nedd4-induced IRS-2 ubiquitination. (2017)
  • Author(s): Fukushima T, Yoshihara H, Furuta H, Hakuno F, Iemura SI, Natsume T, Nakatsu Y, Kamata H, Asano T, Komada M, Takahashi SI.
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 484 Issue: 3 Pages: 522-528
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.01.101
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Involvement of resistin-like molecule β in the development of methionine-choline deficient diet-induced non-alcoholic steatohepatitis in mice. (2016)
  • Author(s): Okubo H, Kushiyama A, Sakoda H, Nakatsu Y, Iizuka M, Taki N, Fujishiro M, Fukushima T, Kamata H, Nagamachi A, Inaba T, Nishimura F, Katagiri H, Asahara T, Yoshida Y, Chonan O, Encinas J, Asano T.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 6 Issue: 1 Pages: 20157-20157
  • DOI: 10.1038/srep20157
  • NAID: 120006796541
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] HECT‐Type Ubiquitin E3 Ligase ITCH Interacts With Thioredoxin‐Interacting Protein and Ameliorates Reactive Oxygen Species Induced Cardiotoxicity (2016)
  • Author(s): Yoichiro Otaki, Hiroki Takahashi, Tetsu Watanabe, Akira Funayama, Shunsuke Netsu, Yuki Honda, Taro Narumi, Shinpei Kadowaki, Hiromasa Hasegawa, Shintaro Honda, Takanori Arimoto, Tetsuro Shishido, Takuya Miyamoto, Hideaki Kamata, Osamu Nakajima, Isao Kubota
  • Journal Title: Am Heart Assoc. Volume: 5 Issue: 1
  • DOI: 10.1161/jaha.115.002485
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Prolyl isomerase Pin1 negatively regulates AMP-activated protein kinase (AMPK) by associating with the CBS domain in the γ subunit (2015)
  • Author(s): Nakatsu Y, Iwashita M, Sakoda H, Ono H, Nagata K, Matsunaga Y, Fukushima T, Fujishiro M, Kushiyama A, Kamata H, Takahashi S, Katagiri H, Honda H, Kiyonari H, Uchida T, Asano T
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: 290 Issue: 40 Pages: 24255-24266
  • DOI: 10.1074/jbc.m115.658559
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] LUBAC Formation Is Impaired in the Livers of Mice with MCD-Dependent Nonalcoholic Steatohepatitis. (2015)
  • Author(s): Matsunaga Y, Nakatsu Y, Fukushima T, Okubo H, Iwashita M, Sakoda H, Fujishiro M, Yamamotoya T, Kushiyama A, Takahashi S, Tsuchiya Y, Kamata H, Tokunaga F, Iwai K, Asano T.
  • Journal Title: Mediators Inflamm. Volume: 2015 Issue: 1 Pages: 125380-125380
  • DOI: 10.1155/2015/125380
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Pin1 Inhibitor Juglone Exerts Anti-Oncogenic Effects on LNCaP and DU145 Cells despite the Patterns of Gene Regulation by Pin1 Differing between These Cell Lines. (2015)
  • Author(s): Kanaoka R, Kushiyama A, Seno Y, Nakatsu Y, Matsunaga Y, Fukushima T, Tsuchiya Y, Sakoda H, Fujishiro M, Yamamotoya T, Kamata H, Matsubara A, Asano T.
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 10 (6) Issue: 6 Pages: e0127467-e0127467
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0127467
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] DPP-IV inhibitor anagliptin exerts anti-inflammatory effects on macrophages, adipocytes, and mouse livers by suppressing NF-κB activation. (2015)
  • Author(s): Shinjo T, Nakatsu Y, Iwashita M, Sano T, Sakoda H, Ishihara H, Kushiyama A, Fujishiro M, Fukushima T, Tsuchiya Y, Kamata H, Nishimura F, Asano T.
  • Journal Title: Am J Physiol Endocrinol Metab. Volume: 309(3) Issue: 3 Pages: E214-E223
  • DOI: 10.1152/ajpendo.00553.2014
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The xanthine oxidase inhibitor febuxostat suppresses development of nonalcoholic steatohepatitis in a rodent model. (2015)
  • Author(s): Nakatsu Y, Seno Y, Kushiyama A, Sakoda H, Fujishiro M, Katasako A, Mori K, Matsunaga Y, Fukushima T, Kanaoka R, Yamamotoya T, Kamata H, Asano T.
  • Journal Title: Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. Volume: 309(1) Issue: 1 Pages: G42-G51
  • DOI: 10.1152/ajpgi.00443.2014
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nedd4-induced mono-ubiquitination of IRS-2 enhances IGF signaling and mitogenic activity. (2015)
  • Author(s): Toshiaki Fukushima, Hidehito Yoshihara, Haruka Furuta, Fumihiko Hakuno, Jing Luan, Cunming Duan, Yasushi Saeki, Keiji Tanaka, Shun-Ichiro Iemura, TohruNatsume, Kazuhiro Chida, Yusuke Nakatsu, Hideaki Kamata, Tomoichiro Asano, and Shin-Ichiro Takahashi
  • Journal Title: Nature communications Volume: 6 Issue: 1 Pages: 6780-6780
  • DOI: 10.1038/ncomms7780
  • NAID: 120006348510
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Mosapride citrate improves nonalcoholic steatohepatitis with increased fecal lactic acid bacteria and plasma glucagon-like peptide-1 level in a rodent model. (2015)
  • Author(s): Hirofumi Okubo, Yusuke Nakatsu, Hideyuki Sakoda, Akifumi Kushiyama, Midori Fujishiro, Toshiaki Fukushima, Yasuka Matsunaga, Haruya Ohno, Masayasu Yoneda, Hideaki Kamata, Takanori Shinjo, Misaki Iwashita, Fusanori Nishimura, and Tomoichiro Asano
  • Journal Title: Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. Volume: 308 Issue: 2 Pages: 151-158
  • DOI: 10.1152/ajpgi.00198.2014
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 転写因子RelAのトランス活性化ドメインはIkBキナーゼのリン酸化を制御してNF-kBとオートファジーのシグナル系のハブとして機能する (2016)
  • Author(s): 鎌田英明
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-11-30
  • Invited
• [Presentation] Suppression of chemical hepatocarcinogenesis in transgenic mice expressing nuclar-localized kinase negative IKKb (2016)
  • Author(s): 土谷佳弘, 松永泰花, 外丸祐介, 前田愼, 鎌田英明
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-10-06
• [Presentation] 肝細胞特異的ＩＫＫb遺伝子改変マウスにおける酸化ストレスと細胞死の発生と肝細胞がんの抑制 (2016)
  • Author(s): 土谷佳弘, 松永泰花, 外丸祐介, 前田愼, 鎌田英明
  • Organizer: 第89回日本生化学大会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2016-09-26
• [Presentation] RelAの転写活性化ドメインを介したIKK活性制御機構 (2015)
  • Author(s): 土谷佳弘 樋口徹 松永泰花 高橋江奈 中津祐介 浅野知一郎 鎌田英明
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会 第87回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] 非アルコール性肝炎におけるLUBAC形成障害の解析 (2015)
  • Author(s): 松永泰花 中津祐介 福嶋俊明 大久保博史 岩下未咲 迫田秀之 藤城緑 山本屋武 櫛山暁史 高橋伸一郎 土谷佳弘 鎌田英明 徳永文稔 岩井一宏 浅野知一郎
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会 第87回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] 計画的細胞死にともなう細胞内レドックスと小胞輸送系の改変 (2015)
  • Author(s): 樋口徹 土谷佳弘 金本麻裕 高橋江奈 中津祐介 浅野知一郎 鎌田英明
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会 第87回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-12-01