ＰＤＺ－ＬＩＭタンパク質ＥＮＨ１スプライス変異体の心肥大誘導機構における意義

• 研究課題/領域番号: 14J02967
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 伊藤 淳平 名古屋大学, 生命農学研究科, 特別研究員(DC2)
• 研究期間 (年度): 2014-04-25 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円); 2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: PDZ-LIMタンパク質 / 心肥大 / 選択的スプライシング / シグナル伝達

研究実績の概要

PDZ-3LIMタンパク質であるENH1は、心臓を構成する心筋細胞内Z-discにシグナル伝達分子を集約し細胞内シグナルを効率的かつ特異的に伝達する場として働いている。このENH1には選択的スプライシングによってLIMドメインを欠損した複数のアイソフォーム（ENH2、ENH3、ENH4）が発現することがわかり、我々のグループは心筋細胞内において、健常時にLIMドメインを有するENH1が過剰発現することで心筋細胞肥大を誘発し、一方で健常時に有意に発現しているLIMドメイン欠損ENHがホルモン刺激に対する肥大を抑制するということを報告してきた。本研究では、LIM欠損ENHアイソフォームを有用な新規心肥大抑制因子と証明するために、心筋細胞におけるLIM欠損ENHアイソフォームの肥大化抑制機構を分子レベルで解析した。その結果、α1-アドレナリン受容体のようなGαqサブユニットを有するGタンパク質共役受容体の活性化状態時では、Z-disc中にENH1-PKC-PKD1複合体を形成してCREBをリン酸化して標的遺伝子の転写を促進し心筋細胞肥大を誘導することを見出した。また、LIMドメイン欠損ENH であるENH3発現誘導時では活性化PKCβやPKD1をZ-discにリクルートできず、CREBのリン酸化が抑制されて心筋細胞の恒常性が維持されているという考察が得られた。さらに、心筋細胞特異的に発現するα-MHCプロモーター下流にENH3を挿入したトランスジェニックマウスを作製し、8-10週齢の雄マウスにα1-アドレナリン受容体の作動薬であるフェニレフリンを投与し心肥大を誘導したところ、LIMドメイン欠損ENHが個体心臓においても心肥大に対して心保護作用を有することが明らかとなり、ENH3が創薬の新規標的因子になりうることを示した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Scaffold protein enigma homolog 1 overcomes the repression of myogenesis activation by inhibitor of DNA binding 2 (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakatani M. Ito J. Koyama R. Iijima M. Yoshimoto N. Niimi T. Kuroda S. Maturana AD
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 0 号: 2 ページ: 0-0
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.04.119
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Atomistic design of microbial opsin-based blue-shifted optogenetics tools (2015)
  • 著者名/発表者名: Kato HE, Kamiya M, Sugo S, Ito J, Taniguchi R, Orito A, Hirata K, Inutsuka A,Yamanaka A, Maturana AD, Ishitani R, Sudo Y, Hayashi S, Nureki O
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 6 号: 1 ページ: 7177-7177
  • DOI: 10.1038/ncomms8177
  • NAID: 120005745621
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular dynamics of channelrhodopsin at the early stages of channel opening (2015)
  • 著者名/発表者名: Mizuki Takemoto, Hideaki E. Kato, Michio Koyama, Jumpei Ito, Motoshi Kamiya, Shigehiko Hayashi, Andres D. Maturana, Karl Deisseroth, Ryuichiro Ishitani, and Osamu Nureki
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 10 号: 6 ページ: 0131094-0131094
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0131094
  • NAID: 120005947158
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Scaffold protein enigma homolog activates CREB whereas a short splice variant prevents CREB activation in cardiomyocytes (2015)
  • 著者名/発表者名: Ito J, Iijima M, Yoshimoto N, Niimi T, Kuroda S, Maturana AD
  • 雑誌名: Cellular Signaling 巻: 27 号: 12 ページ: 2425-2433
  • DOI: 10.1016/j.cellsig.2015.09.007
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Structural basis for Na+ transport mechanism by a light-driven Na+ pump (2015)
  • 著者名/発表者名: H. E. Kato, K. Inoue, R. Abe-Yoshizumi, Y. Kato, H. Ono, M. Konno, S. Hososhima, T. Ishizuka, M. R. Hoque, H. Kunitomo, J. Ito, S. Yoshizawa, K. Yamashita, M. Takemoto, T. Nishizawa, R. Taniguchi, K. Kogure, A. D. Maturana, Y. Iino, H. Yawo, R. Ishitani, H. Kandori*, O. Nureki*
  • 雑誌名: Nature 巻: 未定 号: 7550 ページ: 48-53
  • DOI: 10.1038/nature14322
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Exciton circular dichroism in channelrhodopsin. (2014)
  • 著者名/発表者名: Pescitelli G, Kato HE, Oishi S, Ito J, Maturana AD, Nureki O, Woody RW.
  • 雑誌名: J Phys Chem B. 巻: 118(41) 号: 41 ページ: 11873-11885
  • DOI: 10.1021/jp505917p
  • 査読あり
• [雑誌論文] 心筋膜電位依存性カルシウムチャネルに対するステロイドホルモンの遺伝的および非遺伝的作用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 淳平, Andres Daniel Maturana
  • 雑誌名: 日本薬理学雑誌 巻: 144 ページ: 206-210
  • NAID: 130004704233
• [学会発表] ENH3, a short splice variant of the scaffold protein Enigma Homolog 1 prevents cardiac hypertrophy. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ito, J., Maturana, A.D.
  • 学会等名: 第32回ISHR日本部会総会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-10
• [学会発表] RBM20 and RBM24 together regulate the splicing of PDLIM5 in cardiomyocyte. (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊藤淳平、Maturana, A.D.
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] he scaffolding protein ENH1 is essential for the Protein Kinase C or Protein Kinase D-dependent activation of the transcription factor cAMP-response element binding protein in cardiomyocytes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ito, J., Maturana, A.D.
  • 学会等名: Basic Cardiovascular Science 2015 Scientific Sessions
  • 発表場所: New Orleans, LA, USA
  • 年月日: 2015-07-13
  • 国際学会
• [学会発表] Regulation of CREB phosphorylation by scaffolding protein ENH1 in neonatal rat cardiomyocytes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ito J, Kuroda S, Maturana AD.
  • 学会等名: The 15th IUBMB-24th FAOBMB-TSBMB International Conference
  • 発表場所: 台北、台湾
  • 年月日: 2014-10-21 – 2014-10-26
• [学会発表] The scaffolding protein ENH1 recruits Id2 to Z-discs enabling cardiomyocytes remodeling. (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤淳平、黒田俊一、滝本浩一、Andres Daniel Maturana
  • 学会等名: 第78回日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋、日本
  • 年月日: 2014-05-24
• [学会発表] Spricing transitions of the anchoring protein ENH during striated muscle development. (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤淳平、黒田俊一、Andres Daniel Maturana
  • 学会等名: 第61回日本生化学会近畿支部例会
  • 発表場所: 京都、日本
  • 年月日: 2014-05-17