SMP30が持つアポトーシス抑制作用の分子生物学的解析

• 研究課題/領域番号: 15603010
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 細胞死(アポトーシス)
• 研究機関: (財)東京都高齢者研究・福祉振興財団
• 研究代表者: 半田 節子 (財)東京都高齢者研究・福祉振興財団, 東京都老人総合研究所, 助手 (30360697)
• 研究分担者: 丸山 直記 (丸山 直紀) (財)東京都高齢者研究・福祉振興財団, 東京都老人総合研究所, 副所長 (00115940) ; 石神 昭人 (財)東京都高齢者研究・福祉振興財団, 東京都老人総合研究所, 主任研究員 (50270658) ; 久保 幸穂 財団法人東京都高齢者研究, 福祉振興財団・東京都老人総合研究所, 助手 (00280769)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2005年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2004年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2003年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
• キーワード: アポトーシス / SMP30 / 老化 / 肝臓 / Akt / ノックアウトマウス / ビタミンC / グルコノラクトナーゼ / TNF-α / アクチノマイシンD

研究概要

1.肝臓や腎臓におけるアポトーシスの加齢変化をHE染色、TUNEL法を用いた組織染色により解析した。その結果、アポトーシス陽性細胞は加齢に伴い増加することがわかった。また、SMP30ノックアウトマウスでは早期からアポトーシス陽性細胞が出現してくることもわかった。加齢に伴うアポトーシス陽性細胞の増加はSMP30の減少によるためと考えられる。
2.SMP30ノックアウトマウスの肝細胞はアポトーシスに対して非常に高感受性であった。電顕による細胞内微細構造の観察から、ミトコンドリアの著しい障害が観察された。即ち、ミトコンドリアが膨潤化し、クリステが非常に不明瞭であった。また、アポトーシス誘導時に観察されるミトコンドリアから細胞質へのチトクロームCの遊離が定常状態でも観察された。
3.SMP30を高発現させたHepG2細胞では、TNF-αとアクチノマイシンDにより誘導されるアポトーシスに抵抗性を示した。また、SMP30高発現HepG2細胞では、生存シグナル系に働くAktの活性化(リン酸化)が強く起こっていた。これは、SMP30がAktを介する生存シグナル系に促進的に働いていることを示している。更に、カルモジュリン阻害剤のtrifluoperazineを同時に加えるとAktのリン酸化が強く阻害された。これは、SMP30がカルモジュリンを介して細胞内カルシウム濃度の調節を行い、カルシウム濃度の上昇が引き金となるアポトーシスの誘導を制御していることを示している。
4.遺伝子の相同性解析からSMP30が高等生物におけるグルコノラクトナーゼ(GNL)であることが分かった。GNLはアスコルビン酸(ビタミンC)生合成系に働く重要な酵素である。従って、SMP30ノックアウトマウスはビタミンC欠乏マウスとなる。ビタミンCの欠乏はアポトーシスの誘導を促進する可能性が非常に高い。

研究成果

• [雑誌論文] The redox-sensitive DNA binding sites responsible for the age-related down-regulation of SMP30 by the ERK pathway (2006)
  • 著者名/発表者名: Jung et al.
  • 雑誌名: Antioxidants & Redox Signaling in press
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The increased protein oxidation and the altered expression of Ca^2^+ regulatory proteins in senescence marker protein 30 (2006)
  • 著者名/発表者名: Son et al.
  • 雑誌名: Mech, Aging Dev. in press
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Accelerated tubular cell senescence in SMP30 knockout mice. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yumura et al.
  • 雑誌名: Histol. Histopathol. in press
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] SMP30 Functions as Gluconolactonase in L_Ascorbic Acid Biosynthesis and Its Knockout Mice Are Prone to Scurvy. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kondo et al.
  • 雑誌名: Proc. Nat. Acad. Sci. USA in press
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The redox-sensitive DNA binding sites responsible for the age-related down-regulation of SMP30 by the ERK pathway and its reversal by calorie restriction. (2006)
  • 著者名/発表者名: Jung et al.
  • 雑誌名: Antioxidants & Redox Signaling (in press)
• [雑誌論文] The increased protein oxidation and the altered expression of Ca^<2+> regulatory proteins in senescence marker protein 30 deficient brain. (2006)
  • 著者名/発表者名: Son et al.
  • 雑誌名: Mech.Aging Dev. (in press)
• [雑誌論文] Accelerated tubular cell senescence in SMP30 knockout mice. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yumura et al.
  • 雑誌名: Histol.Histopathol. (in press)
• [雑誌論文] SMP30 Functions as Gluconolactonase in L-Ascorbic Acid Biosynthesis and Its Knockout Mice Are Prone to Scurvy. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kondo et al.
  • 雑誌名: Proc.Nat.Acad.Sci.USA (in press)
• [雑誌論文] Senescence Marker Protein-30 (SMP30) induces formation of microvilli and bile canaloculi in hep G2 cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ishigami et al.
  • 雑誌名: Cell & Tissue Res. 320 ページ: 243-249
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Immunohistochemical localization of senescence marker protein-30(SMP30) in the submandibular gland and (2005)
  • 著者名/発表者名: Ishii et al.
  • 雑誌名: Histol. Histopathol. 20 ページ: 761-768
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Senescence Marker Protein-30 (SMP30) induces formation of microvilli and bile canaliculi in Hep G2 cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ishigami, A., Fujita, T., Inoue, H., Handa, S., Kubo, S., Kondo, Y., Maruyama, N.
  • 雑誌名: Cell & Tissue Res. 320 ページ: 243-249
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Immunohistochemical localization of senescence marker protein-30 (SMP30) in the submandibular gland and ultrastructural changes of the granular duct cells in SMP30 knockout mice. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ishii, K., Tsubaki, T., Fujita, K., Ishigami, A., Maruyama, N., Akita, M.
  • 雑誌名: Histol.Histopathol. 20 ページ: 761-768
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Senescence Marker Protein-30(SMP30) induces formation of microvilli and bile canaliculi in Hep G2 cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ishigami et al.
  • 雑誌名: Cell & Tissue Res. 320 ページ: 243-249
• [雑誌論文] Immunohistochemical localization of senescence marker protein-30 (SMP30) in the submandibular gland and ultrastructural changes of the granular duct cells in SMP30 knockout mice. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ishii et al.
  • 雑誌名: Histol.Histopathol. 20 ページ: 761-768
• [雑誌論文] SMP30 deficiency in mice causes an accumulation of neutral lipids and phospholipids in the liver and shortens the life span. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ishigami, A., Kondo, Y., Nanba, R., Ohsawa, T., Handa, S.et al.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 315 ページ: 575-580
  • NAID: 40006236477
• [雑誌論文] Senescence marker protein-30 knockout mouse as a novel murine model of senile lung. (2004)
  • 著者名/発表者名: Mori, T., Ishigami, A., Seyama, K., Onai, R., Kubo, S.et al.
  • 雑誌名: Pathol.Int. 54 ページ: 167-173
  • NAID: 10013056213
• [雑誌論文] Senescence marker protein-30 is a unique enzyme that hydrolyzes diisopropyl phosphorofluoridate (DFP) in the liver. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kondo, Y., Ishigami, A., Kubo, S., Handa, S.et al.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 570 ページ: 57-62
• [雑誌論文] Senescence Marker Protein-30 Knockout Mouse as an Aging Model. (2004)
  • 著者名/発表者名: Maruyama, N., Ishigami, A., Kuramoto.M..Handa.S.et al.
  • 雑誌名: Ann.NY Acad.Sci. 1019 ページ: 383-387
• [雑誌論文] Senescence marker protein-30 (SMP30) regulates Akt activity and contributes to cell survival in Hep G2 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Matsuyama, S., Kitamura, T., Enomoto, N., Fujita, T.et al.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 321 ページ: 386-390
• [雑誌論文] Modulation of gene expression of SMP-30 by LPS and calorie restriction during aging process. (2004)
  • 著者名/発表者名: Jung, K.J., Ishigami, A., Maruyama, N., Takahashi, R.et al.
  • 雑誌名: Exp.Gerontol. 39 ページ: 1169-1177
• [雑誌論文] The redox-sensitive DNAbinding sites responsible for the age-related down-regulation of SMP30 by the ERK pathway and its reversal by calorie restriction.
  • 著者名/発表者名: Jung, K.J., Maruyama, N., Ishigami, A., Yu, B.P., Chung, H.Y.
  • 雑誌名: Antioxidants & Redox Signaling (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The increased protein oxidation and the altered expression of Ca2+ regulatory proteins in senescence marker protein 30 deficient brain.
  • 著者名/発表者名: Son, T.G., Zou, Y., Jung, K.J., Je, J.H., Yu, B.P., Ishigami, A., Maruyama, N., Lee, J.
  • 雑誌名: Mech.Aging Dev. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Accelerated tubular cell senescence in SMP30 knockout mice.
  • 著者名/発表者名: Yumura, W, Imasawa, T., Suganuma, S., Ishigami, A., Handa, S., Kubo, S., Maruyama, N.
  • 雑誌名: Histol.Histopathol. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Ishigami, A., Handa, S., Maruyama, N., Supakar, P.C.: "Nuclear localization of senescence marker protein-30 (SMP30) in cultured mouse hepatocytes and its homology to RNA polymerase."Biosci.Biotechnol.Biochem.. 67. 158-160 (2004)
• [文献書誌] Ishigami, A., Kondo, Y., Nanba, R., Ohsawa, T., Handa, S.et al.: "SMP30 deficiency in mice causes an accumulation of neutral lipids and phospholipids in the liver and shortens the life span."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 315. 575-580 (2004)