ATP加水分解共役型排出ポンプの分子構造と機能制御

• 研究課題/領域番号: 13142208
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 和田 守正 九州大学, 大学院医学研究院, 助教授 (20220965)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 70,300千円 (直接経費: 70,300千円); 2005年度: 11,000千円 (直接経費: 11,000千円); 2004年度: 11,500千円 (直接経費: 11,500千円); 2003年度: 17,000千円 (直接経費: 17,000千円); 2002年度: 12,800千円 (直接経費: 12,800千円); 2001年度: 18,000千円 (直接経費: 18,000千円)
• キーワード: ABC膜タンパク質 / 排出ポンプ / キメラタンパク質 / 気質親和性 / 大腸がんリスク / ABCC2 / ABCB1 / 基質親和性 / 大量精製 / 膜ベシクル輸送解析 / 遺伝性黄疸 / Dubin-Johnson症候群 / 発がん / 基質認識 / ABCトランスポーター / MRP2 / ナノマシーン / 機能制御 / 細胞内局在 / ロイコトリエンC4 / 原子構造

研究概要

ATP加水分解共役型排出ポンプの構造に基づく機能制御を明らかにし、その破綻による疾病の病態解析を行う事を目的に、以下の実績を上げた。
【1】基質認識機構:ABC膜タンパク質ファミリー間でのキメラタンパク質を構築し解析した結果、基質親和性の決定には、基質結合部位そのものではなく、N端のMSD1ドメインが関与していることを明らかにした。さらに、MSD1が基質結合そのものに関与するか否かを光親和性ラベル法により明らかにするための構築体作製と発現条件の最適化を終了した。
【2】細胞内の仕分け局在機構:ABC膜タンパク質の形質膜へのアンカリングには、PDZドメインタンパク質がC末端に作用することが重要であると報告されている。
しかしながら、apical-basolateralの仕分け機構に関しては全く未解明であった。
本研究では、ABCC1/ABCC2キメラタンパク質の構築と解析により、MSD2(2つ目の膜貫通ドメイン)および周辺領域が関与することを明らかにした。
【3】相互作用タンパク質による機能修飾:酵母ツーハイブリッド法によりABCC2蛋白質の機能修飾蛋白質を検索した。全長cDNAをbaitとして用いて、シャペロンなどの、タンパク質成熟に関与する候補蛋白質を同定し、細胞質ドメインのみからなるbaitを用いて、プロテアソーム構成タンパク質や転写因子を含む機能修飾蛋白質候補を同定した。
【4】生理機能の多様性と機能制御の破綻による疾病の解析:遺伝子欠損マウスモデルの病態解析と九州北部コホートを対象とした大腸がんの症例対照研究によって、ABCB1が腸管腫瘍形成に関与するという予想外の結果を得、ABC膜タンパク質の新しい生理機能として、細胞の増殖と生存における役割を提示した。さらに、分子疫学解析によりABCB1は潰瘍性大腸炎やクローン病などの炎症性腸疾患にも関与しているという結果を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Single nucleotide polymorphisms in ABCC2 and ABCB1 genes and their clinical impact in physiology and drug response. (2006)
  • 著者名/発表者名: Wada, M.
  • 雑誌名: Cancer Letters 234 ページ: 40-50
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Single nucleotide polymorphisms in ABCC2 and ABCB1 genes and their clinical impact in physiology and drug response. (2006)
  • 著者名/発表者名: Wada, M.
  • 雑誌名: Cancer Letters (in press)
• [雑誌論文] The genetic polymorphism of drug transporters : functional analysis approaches. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, T.
  • 雑誌名: Pharmacogenomics 5 ページ: 1-33
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Dubin-Johnson-like black liver with normal bilirubin level. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, Y.
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology 39 ページ: 892-895
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The genetic polymorphism of drug transporters : functional analysis approaches. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, T., Tsuji, A., Inui, K., Sai, Y., Anzai, N., Wada, M., Endou, H., Sumino, Y.
  • 雑誌名: Pharmacogenomics 5 ページ: 1-33
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Dubin-Johnson-like black liver with normal bilirubin level. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, Y., Ishihara, T., Wada, M., Kajihara, S., Araki, J., Mifuji, R., Itani, T., Kuroda, M., Urawa, F., Kaito, M., Adachi, Y.
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology 39 ページ: 892-895
  • NAID: 10013613442
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The genetic polymorphism of drug transporters : functional analysis approaches. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, T., Wada, M., et al.
  • 雑誌名: Pharmacogenomics 5 ページ: 1-33
• [雑誌論文] Dubin-Johnson-like black liver with normal bilirubin level. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, Y., Wada, M., et al.
  • 雑誌名: J.Gastroenterol. 39 ページ: 892-895
  • NAID: 10013613442
• [雑誌論文] Genetic polymorphism at the 5' regulatory region of MDR1 and its association with inter-individual variation of expression level in colon. (2003)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi, S.
  • 雑誌名: Molecular Cancer Therapeutics 2 ページ: 1351-1359
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The role of P-glycoprotein in intestinal tumorigenesis : disruption of mdrla suppresses polyp formation in Apc^<Min/+> mice. (2003)
  • 著者名/発表者名: Mochida, Y.
  • 雑誌名: Carcinogenesis 24 ページ: 1219-1224
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Identification of Domains Participating in the Substrate Specificity of the Multidrug Resistance Proteins, MRP1 and MRP2. (2003)
  • 著者名/発表者名: Konno, T.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 278 ページ: 22908-22917
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The Basic and Clinical Implication of ABC transporters, YB-1 and Angiogenesis in Human Malignancies. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kuwano, M.
  • 雑誌名: Cancer Science 94 ページ: 9-14
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Genetic polymorphism at the 5' regulatory region of MDR1 and its association with inter-individual variation of expression level in colon. (2003)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi, S., Mochida.Y., Uchiumi, T., Tahira, T., Hayashi, K., Takagi, K., Shimada, M., Maehara, Y., Kuwano, H., Kono, S., Nakano, H., Kuwano, M., Wada, M.
  • 雑誌名: Molecular Cancer Therapeutics 2 ページ: 1351-1359
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The role of P-glycoprotein in intestinal tumorigenesis : disruption of mdrla suppresses polyp formation in ApcMin/+ mice. (2003)
  • 著者名/発表者名: Mochida, Y., Taguchi, K., Taniguchi, S., Tsuneyoshi, M., Kuwano, H., Tsuzuki, T., Kuwano, M., Wada, M.
  • 雑誌名: Carcinogenesis 24 ページ: 1219-1224
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of Domains Participating in the Substrate Specificity of the Multidrug Resistance Proteins, MRP1 and MRP2. (2003)
  • 著者名/発表者名: Konno, T., Ebihara, T., Hisaeda, K, Uchiumi, T., Nakamura, T., Shirakusa, T., Kuwano, M., Wada, M.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 278 ページ: 22908-22917
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The Basic and Clinical Implication of ABC transporters, YB-1 and Angiogenesis in Human Malignancies. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kuwano, M., Uchiumi, T., Hayakawa, H., Ono, M., Wada, M., Izumi, H., Kohno, K.
  • 雑誌名: Cancer Science 94 ページ: 9-14
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Molecular basis of inherited transport defects-, edited by S. Broer and C. A. Wagner : Canalicular multispecific organic anion transporter, ABCC2 (2003)
  • 著者名/発表者名: Wada, M., Uchiumi, T., Kuwano, M.
  • 雑誌名: MEMBRANE TRANSPORT DISEASES -NY KluwerAcadermic/ Plenum Publishers
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Trafficking and functional defects by mutations of the ATP-binding domains in MRP2 in patients with Dubin-Johnson syndrome. (2002)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, K.
  • 雑誌名: Hepatology 36 ページ: 1236-1245
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The Association of DAP-kinase Hypermethylation with Early Recurrence in Superficial Bladder Cancers (2002)
  • 著者名/発表者名: Tada, Y.
  • 雑誌名: Cancer Research 62 ページ: 4048-4053
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Increased expression of multidrug resistance-associated proteins in bladder cancer during clinical course and drug resistance to doxorubicin. (2002)
  • 著者名/発表者名: Tada, Y.
  • 雑誌名: International Journal of Cancer 98 ページ: 630-635
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Trafficking and functional defects by mutations of the ATP-binding domains in MRP2 in patients with Dubin-Johnson syndrome. (2002)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, K., Uchiumi, T., Konno, T., Ebihara, T., Nakamura, T., Wada, M., Sakisaka, S., Maniwa, F., Amachi, T., Ueda, K., Kuwano M.
  • 雑誌名: Hepatology 36 ページ: 1236-1245
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The Association of DAP-kinase Hypermethylation with Early Recurrence in Superficial Bladder Cancers (2002)
  • 著者名/発表者名: Tada, Y., Wada, M., Taguchi, K., Mochida, Y., Kinugawa, N., Tsuneyoshi, M., Naito, S., Kuwano, M.
  • 雑誌名: Cancer Research 62 ページ: 4048-4053
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Increased expression of multidrug resistance-associated proteinsin bladder cancer during clinical course and drug resistance to doxorubicin. (2002)
  • 著者名/発表者名: Tada, Y., Wada, M., Migita, T., Nagayama, J., Hinoshita, E., Mochida, Y., Maehara, Y., Tsuneyoshi, M., Kuwano, M., Naito, S.
  • 雑誌名: International Journal of Cancer 98 ページ: 630-635
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Retrovirus insertion and transcriptional activation of the multidrug resistance (mdrla) gene in leukemias treated by a chemotherapeutic agent in vivo. (2001)
  • 著者名/発表者名: Nagayama, J.
  • 雑誌名: Blood 97 ページ: 759-766
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Retrovirus insertion and transcriptional activation of the multidrug resistance (mdrla) gene in leukemias treated by a chemotherapeutic agent in vivo. (2001)
  • 著者名/発表者名: Nagayama, J., Iino, M., Tada, Y., Kusaba, H., Kiue, A., Ohshima, K., Kuwano, M., Wada, M.
  • 雑誌名: Blood 97 ページ: 759-766
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] MEMBRANE TRANSPORT DISEASES-Molecular basis of inherited transport defects, (edited by S. Broer and C. A. Wagner) : (分担執筆)(Canalicular multispecific organic anion transporter, ABCC2) (2003)
  • 著者名/発表者名: Wada, M.
  • 総ページ数: 390
  • 出版者: NY Kluwer Academic/ Plenum Publishers
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 生命工学、新しい生命へのアプローチ(シリーズ・バイオサイエンスの新世紀) : (分担執筆)酵母人工染色体 (2002)
  • 著者名/発表者名: 和田守正
  • 総ページ数: 298
  • 出版者: 共立出版
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 薬物動態、作用と遺伝子多型 : (分担執筆)MRP2/cMOATの生理機能と変異・遺伝子多型 (2001)
  • 著者名/発表者名: 和田守正
  • 総ページ数: 457
  • 出版者: 医薬ジャーナル社
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [産業財産権] MDR1遺伝子の5'制御領域におけるSNPs (2003)
  • 発明者名: 和田 守正, 桑野 信彦
  • 権利者名: 和田 守正, 桑野 信彦
  • 産業財産権番号: 2003-332584
  • 出願年月日: 2003-09-24
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [産業財産権] ヒトcMOAT遺伝子とそのcDNA (1996)
  • 発明者名: 和田 守正, 桑野 信彦
  • 権利者名: 和田 守正, 桑野 信彦
  • 出願年月日: 1996-09-30
  • 取得年月日: 2005-07-08
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Taniguchi, S.他12名: "Genetic polymorphism at the 5' regulatory region of MDR1 and its association with inter-individual variation of expression level in colon."Molecular Cancer Therapeutics. 2. 1351-1359 (2003)
• [文献書誌] Mochida, Y.他7名: "The role of P-glycoprotein in intestinal tumorigenesis : disruption of mdr1a suppresses polyp formation in Apc^<Min/+> mice."Carcinogenesis. 24. 1219-1224 (2003)
• [文献書誌] Konno, T.他7名: "Identification of Domains Participating in the Substrate Specificity of the Multidrug Resistance Proteins, MRP1 and MRP2."Journal of Biological Chemistry. 278. 22908-22917 (2003)
• [文献書誌] Tada, Y., Wada, M.他: "The Association of DAP-kinase Hypermethylation with Early Recurrence in Superficial Bladder Cancers"Cancer Research. 62. 4048-4053 (2002)
• [文献書誌] Tada, Y., Wada, M.他: "Increased expression of multidrug resistance-associated proteins in bladder cancer during clinical course and drug resistance to doxorubicin"International Journal of Cancer. 98. 630-635 (2002)
• [文献書誌] Nagayama, J. et al.: "Retrovirus insertion and transcriptional activation of the multidrug resistance(mdr1a) gene in leukemias treated by a chemotherapeutic agent in vivo"Blood. 97. 759-766 (2001)
• [文献書誌] Tada, Y. et al.: "MDR1 gene overexpression and altered degree of methylation at the promoter region in bladder cancer during chemotherapeutic treatment"Clinical Cancer Research. 6. 4618-4627 (2000)
• [文献書誌] Harada, T. et al.: "The specific expression of three novel splice variant forms of human metalloprotease-like disintegrin-like cystein-rich protein 2 gene in brain tissues and gliomas"Japanese Journal of Cancer Reseach. 91. 1-6 (2000)
• [文献書誌] Harada, T. et al.: "Alu-associated interstitial deletions and chromosomal rearrangement in two human multidrug resistant cell lines"International Journal of Cancer. 86. 506-511 (2000)