ミトコンドリアシグナルによる熱ショック応答の制御機構

• 研究課題/領域番号: 15H04706
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 病態医化学
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 中井 彰 山口大学, 大学院医学系研究科, 教授 (60252516)
• 研究分担者: 藤本 充章 山口大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (80359900) ; 瀧井 良祐 山口大学, 大学院医学系研究科, 助教 (00419558)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2017年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2015年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
• キーワード: protein homeostasis / heat shock / chaperone / transcription / mitochondria / HSF1 / SSBP1 / シャペロン / 転写 / ストレス / ミトコンドリア / プロテオスタシス / 熱ストレス

研究成果の概要

細胞は、熱ストレスなどのタンパク質ミスフォールディングを引き起こすストレスに対して、熱ショック応答によりタンパク質恒常性を維持する仕組みを持つ。この応答を制御するのが熱ショック転写因子HSF1である。本研究により、ストレス条件下で、ミトコンドリアDNAの複製や代謝に関与するSSBP1がHSF1と相互作用して核へ移行し、タンパク質フォールディングを介助するミトコンドリアおよび細胞質シャペロンの遺伝子発現を誘導することが明らかとなった。その結果、HSF1-SSBP1はストレス条件下でのミトコンドリア機能の維持に関与していた。

研究成果

• [国際共同研究] Children's National Medical Center/Yale University School of Medicine/George Washington University(米国)
• [雑誌論文] Inhibition of gingipains prevents Porphyromonas gingivalis-induced preterm birth and fetal death in pregnant mice. (2018)
  • 著者名/発表者名: Takii R, Kadowaki T, Tsukuba T, Yamamoto K.
  • 雑誌名: European Journal of Pharmacology 巻: 824 ページ: 48-56
  • DOI: 10.1016/j.ejphar.2018.01.028
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Variations in brain defects result from cellular mosaicism in the activation of heat shock signalling (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishii Seiji、Torii Masaaki、Son Alexander I.、Rajendraprasad Meenu、Morozov Yury M.、Kawasawa Yuka Imamura、Salzberg Anna C.、Fujimoto Mitsuaki、Brennand Kristen、Nakai Akira、Mezger Valerie、Gage Fred H.、Rakic Pasko、Hashimoto-Torii Kazue
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 8 号: 1 ページ: 15157-15157
  • DOI: 10.1038/ncomms15157
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Role of Heat Shock Factor 1 in Conserving Cholesterol Transportation in Leydig Cell Steroidogenesis via Steroidogenic Acute Regulatory Protein. (2017)
  • 著者名/発表者名: Oka S, Shiraishi K, Fujimoto M, Katiyar A, Takii R, Nakai A, Matsuyama H.
  • 雑誌名: Endocrinology 巻: 158 号: 8 ページ: 2648-2658
  • DOI: 10.1210/en.2017-00132
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] HSF1 and HSF3 cooperatively regulate the heat shock response in lizards (2017)
  • 著者名/発表者名: Takii Ryosuke、Fujimoto Mitsuaki、Matsuura Yuki、Wu Fangxu、Oshibe Namiko、Takaki Eiichi、Katiyar Arpit、Akashi Hiroshi、Makino Takashi、Kawata Masakado、Nakai Akira
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 12 号: 7 ページ: e0180776-e0180776
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0180776
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The HSF1-PARP13-PARP1 complex facilitates DNA repair and promotes mammary tumorigenesis (2017)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto Mitsuaki、Takii Ryosuke、Takaki Eiichi、Katiyar Arpit、Nakato Ryuichiro、Shirahige Katsuhiko、Nakai Akira
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 8 号: 1 ページ: 1638-1638
  • DOI: 10.1038/s41467-017-01807-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Long-term melatonin treatment delays ovarian aging. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tamura H, Kawamoto M, Sato S, Tamura I, Maekawa R, Taketani T, Aasada H, Takaki E, Nakai A, Reiter RJ, Sugino N.
  • 雑誌名: Journal of Pineal Research 巻: 印刷中 号: 2
  • DOI: 10.1111/jpi.12381
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Anti-TNF-α agent infliximab and splenectomy are protective against renal ischemia-reperfusion injury. (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Nagata, M. Fujimoto, K. Nakamura, N. Isoyama, M. Matsumura, K. Fujikawa, K. Uchiyama, E. Takaki, R. Takii, A. Nakai, and H. Matsuyama.
  • 雑誌名: Transplantation 巻: 100 号: 8 ページ: 1675-1682
  • DOI: 10.1097/tp.0000000000001222
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Heat shock transcription factor 1-associated expression of slow myosin heavy chain in mouse soleus muscle in response to unloading with or without reloading (2016)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama S, Ohno Y, Egawa T, Yasuhara K, Nakai A, Sugiura T, Ohira Y, Yoshioka T, Okita M, Origuchi T, Goto K
  • 雑誌名: Acta Physiol (Oxf) 巻: 217 号: 4 ページ: 325-337
  • DOI: 10.1111/apha.12692
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterization of the novel mutant A78T-HERG from a long QT syndrome type 2 patient: Instability of the mutant protein and stabilization by heat shock factor 1. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kondo T., Hisatome I., Yoshimura S., Mahati E., Notsu T., Li P., Iitsuka K., Kato M., Ogura K., Miake J., Aiba T., Shimizu W., Kurata Y., Sakata S., Nakasone N., Ninomiya H., Nakai A., Higaki K., Kawata Y., Shirayoshi Y., Yoshida A., Yamamoto K.
  • 雑誌名: Journal of Arrhythmia 巻: 32 号: 5 ページ: 433-440
  • DOI: 10.1016/j.joa.2015.10.005
  • NAID: 120007146982
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] M3 Muscarinic Receptor Signaling Stabilizes a Novel Mutant Human Ether-a-Go-Go-Related Gene Channel Protein via Phosphorylation of Heat Shock Factor 1 in Transfected Cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Mahati E., Li P., Kurata Y., Maharani N., Nobuhito I., Sakata S., Ogura K., Miake J., Aiba T., Shimizu W., Nakasone N., Ninomiya H., Higaki K., Yamamoto K., Nakai A., Shirayoshi Y., Hisatome I.
  • 雑誌名: Circulation Journal 巻: 80 号: 12 ページ: 2443-2452
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-16-0712
  • NAID: 130005284978
  • ISSN: 1346-9843, 1347-4820
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A study of hearing function and histopathologic changes in the cochlea of the type 2 diabetes model Tsumura Suzuki obese diabetes mouse. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsuda J, Sugahara K, Hori T, Kanagawa E, Takaki E, Fujimoto M, Nakai A, Yamashita H.
  • 雑誌名: Acta Otolaryngology 巻: 136 号: 11 ページ: 1097-1106
  • DOI: 10.1080/00016489.2016.1195012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular basis of HSF regulation. (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Nakai
  • 雑誌名: Nature Structural & Molecular Biology 巻: 23 号: 2 ページ: 93-95
  • DOI: 10.1038/nsmb.3165
• [雑誌論文] Fatty acid-binding protein 7 regulates function of caveolae in astrocytes through expression of caveolin-1. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshiteru Kagawa, Yuki Yasumoto, Kazem Sharifi, Majid Ebrahimi, Ariful Islam, Hirofumi Miyazaki, Yui Yamamoto, Tomoo Sawada, Hiroko Kishi, Sei Kobayashi, Motoko Maekawa, Takeo Yoshikawa, Eiichi Takaki, Akira Nakai, Hiroshi Kogo, Toyoshi Fujimoto and Yuji Owada
  • 雑誌名: Glia 巻: 63 号: 5 ページ: 780-794
  • DOI: 10.1002/glia.22784
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Heat shock protein 90 associates with Toll-like receptors 7/9 and mediates self-nucleic acid recognition in SLE. (2015)
  • 著者名/発表者名: Saito K, Kukita K, Kutomi G, Okuya K, Asanuma H, Tabeya T, Naishiro Y, Yamamoto M, Takahashi H, Torigoe T, Nakai A, Shinomura Y, Hirata K, Sato N, Tamura Y.
  • 雑誌名: Eur. J Immunology 巻: 0 号: 7 ページ: 0-0
  • DOI: 10.1002/eji.201445293
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Retinoic acid has the potential to suppress endometriosis development. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamagata Y, Takaki E, Shinagawa M, Okada M, Jozaki K, Lee L, Sato S, Maekawa R, Taketani T, Asada H, Tamura H, Nakai A, Sugino N.
  • 雑誌名: J Ovarian Res. 巻: 8 号: 1 ページ: 49-49
  • DOI: 10.1186/s13048-015-0179-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Deficiency of heat shock transcription factor 1 suppresses heat stress-associated increase in slow soleus muscle mass of mice (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohno Y, Egawa T, Yokoyama S, Nakai A, Sugiura T, Ohira Y, Yoshioka T, Goto K
  • 雑誌名: Acta Physiol (Oxf) 巻: 215 号: 4 ページ: 191-203
  • DOI: 10.1111/apha.12600
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ミトコンドリアのプロテオスタシス制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 譚克、中井彰
  • 雑誌名: 生化学 巻: 87 ページ: 758-761
  • NAID: 40020687468
• [学会発表] HSF1転写複合体解析による熱ショック応答機構の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 瀧井良祐、藤本充章、Arpit Katiyar、松本雅記、中井 彰
  • 学会等名: 冬の若手ワークショップ2017
  • 発表場所: 一宮シーサイドオーツカ（千葉県・長生郡）
  • 年月日: 2017-01-30
• [学会発表] HSF1 in Stress and Health (2017)
  • 著者名/発表者名: Akira Nakai
  • 学会等名: TARA seminar, Life Science Center of Tsukuba Advanced Research Alliance, University of Tsukuba
  • 招待講演
• [学会発表] HSF1 mediates DNA damage response by assisting with the redistribution of PARP1 (2017)
  • 著者名/発表者名: Akira Nakai
  • 学会等名: 8th International Congress on Stress Responses in Biology & Medicine
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Regulation of heat shock response by HSF1-PARP complex in mammalian cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Mitsuaki Fujimoto, Ryosuke Takii, Arpit Katiyar, and Akira Nakai
  • 学会等名: 8th International Congress on Stress Responses in Biology & Medicine
• [学会発表] HSF1 and HSF3 cooperatively regulate the heat shock response in lizards (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Takii, Mitsuaki Fujimoto, Arpit Katiyar, Pratibha Srivastava, and Akira Nakai
  • 学会等名: 8th International Congress on Stress Responses in Biology & Medicine
• [学会発表] HSF1の新たな機能とがん (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤本充章、中井 彰
  • 学会等名: 第34回日本ハイパーサーミア学会
  • 招待講演
• [学会発表] HSF1の活性調節に働くリン酸化部位Ser326は進化的に保存されている (2017)
  • 著者名/発表者名: 瀧井良祐、藤本充章、Arpit Katiyar、Pratibha Srivastava、中井 彰
  • 学会等名: 第12回臨床ストレス応答学会大会
• [学会発表] 染色体関連因子による熱ショック応答の制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 瀧井良祐、中井 彰
  • 学会等名: 2017年度 生命科学系学会合同年次大会 ワークショップ「プロテオスタシス制御の新展開と疾患」
  • 招待講演
• [学会発表] HSF1-PARP複合体による熱ショック応答の調節 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤本充章、瀧井良祐、Katiyar Arpit、Srivastava Pratibha, 中井 彰
  • 学会等名: 2017年度 生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] HSF1 in co-operation with SSBP1 regulates mitochondrial proteotoxic stress response in mammals (2017)
  • 著者名/発表者名: Katiyar Arpit, Mitsuaki Fujimoto, Ryosuke Takii, Pratibha Srivastava, and Akira Nakai
  • 学会等名: 2017年度 生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] 熱ショック応答と神経疾患およびがん (2017)
  • 著者名/発表者名: 中井 彰
  • 学会等名: 理研セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 熱ショック応答とDNA修復機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤本充章
  • 学会等名: 群馬大学生体調節研究所 内分泌・代謝学共同利用共同研究拠点セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] HSF1転写複合体の同定と機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 瀧井良祐、藤本充章、Arpit Katiyar、松本雅記、中井 彰
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] HSF1 is a common regulator of cytoplasmic and mitochondria-specific proteotoxic stress responses in mammals. (2016)
  • 著者名/発表者名: Arpit Katiyar, Mitsuaki Fujimoto, Ryosuke Takii, and Akira Nakai.
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] Anti-TNFa agent Infliximab and splenectomy are protective against renal ischemia-reperfusion injury. (2016)
  • 著者名/発表者名: 永田雄大、磯山直仁、内山浩一、中井 彰、松山豪泰
  • 学会等名: 第68回西日本泌尿器科学会総会
  • 発表場所: 海峡メッセ下関（山口県・下関市）
  • 年月日: 2016-11-24
• [学会発表] 熱ショック応答におけるポリADPリボシル化酵素の役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤本 充章、瀧井良祐、Arpit Katiyar、中井 彰
  • 学会等名: 第11回臨床ストレス応答学会大会
  • 発表場所: 山口大学（山口県・宇部市）
  • 年月日: 2016-11-11
  • 招待講演
• [学会発表] HSF1 is a regulator of mitochondrial HSP genes in mammals. (2016)
  • 著者名/発表者名: Arpit Katiyar, Mitsuaki Fujimoto, Ryosuke Takii, Ke Tan, and Akira Nakai.
  • 学会等名: 第11回臨床ストレス応答学会大会
  • 発表場所: 山口大学（山口県・宇部市）
  • 年月日: 2016-11-11
• [学会発表] マウスLeydig細胞でのステロイド合成におけるHSF1の役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡 真太郎、白石弘司、藤本充章、Arpit Katiyar、瀧井良祐、中井 彰、松山豪泰
  • 学会等名: 第11回臨床ストレス応答学会大会
  • 発表場所: 山口大学（山口県・宇部市）
  • 年月日: 2016-11-11
• [学会発表] HSF1-SSBP1 complex maintains mitochondrial function via upregulation of NRF1 expression during heat shock. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ke Tan, Yumei Fan, Arpit Katiyar, Mitsuaki Fujimoto, Ryosuke Takii, Akira Nakai, and Xianglin Duan.
  • 学会等名: 第11回臨床ストレス応答学会大会
  • 発表場所: 山口大学（山口県・宇部市）
  • 年月日: 2016-11-11
• [学会発表] HSF1転写複合体による細胞の恒常性維持機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中井 彰
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県・仙台市））
  • 年月日: 2016-09-25
  • 招待講演
• [学会発表] 進化的アプローチによる熱ショック因子HSF1転写複合体の同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 瀧井良祐、藤本充章、高木栄一、Arpit Katiyar、松本雅記、中井 彰
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] 熱ショック応答によるミトコンドリアのプロテオスタシス制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中井 彰
  • 学会等名: 第12回レドックス・ライフイノベーションシンポジウム
  • 発表場所: 熊本大学（熊本県・熊本市）
  • 年月日: 2016-08-18
  • 招待講演
• [学会発表] HSF1-PARP複合体はDNA損傷応答に関与する (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤本充章、瀧井良祐、高木栄一、Arpit Katiyar、中井 彰
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県・仙台市）
• [学会発表] Regulation of proteostasis and the heat shock response. (2016)
  • 著者名/発表者名: Akira Nakai
  • 学会等名: College of Life Science, Hebei Normal University
  • 発表場所: Shijiazhuang, China
  • 招待講演
• [学会発表] タンパク質毒性ストレス応答とDNA損傷ストレス応答の接点 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤本充章、中井彰
  • 学会等名: 第88回日本生化学会大会・第38回日本分子生物学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸
  • 年月日: 2015-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] 進化的アプローチによる熱ショック因子HSF1の転写関連領域の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 瀧井良祐、藤本充章、高木栄一、譚克、中井 彰
  • 学会等名: 第88回日本生化学会大会・第38回日本分子生物学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] マウス視床下部における熱ショック因子HSF4の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高木栄一、藤本充章、瀧井良祐、譚克、中井 彰
  • 学会等名: 第88回日本生化学会大会・第38回日本分子生物学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Pathological brain development elicited heterogenous activation of stress responsive signaling under exposure to environmental stress. (2015)
  • 著者名/発表者名: Seiji Ishii, Alexander I. Son, Meenu Rajendraprasad, Yury Morozov, Mitsuaki Fujimoto, Kristen Brennand, Akira Nakai, Valerie Mezger, Fred Gage, Masaaki Torii, Pasko Rakic, Kazue Hashimoto-Torii.
  • 学会等名: 第88回日本生化学会大会・第38回日本分子生物学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場、神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 腎虚血再灌流障害における脾臓摘出および抗TNF-α製剤の効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 永田雄大、中村公彦、磯山直仁、松村正文、藤川公樹、内山浩一、中井 彰、松山豪泰
  • 学会等名: 臨床ストレス応答学会
  • 発表場所: 東京農工大学、東京
  • 年月日: 2015-11-06
• [学会発表] Heat shock response is modulated by poly(ADP-ribose) polymerases in mammalian cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Nakai
  • 学会等名: The 7th international congress on stress response in biology and medicine
  • 発表場所: Huangshan, China
  • 年月日: 2015-09-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Mitochondrial SSBP1 protects cells from proteotoxic stresses by potentiating stress-induced HSF1 transcriptional activity. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ke Tan, Mitsuaki Fujimoto, Ryosuke Takii, Eiichi Takaki, Akira Nakai
  • 学会等名: The 7th international congress on stress response in biology and medicine
  • 発表場所: Huangshan, China
  • 年月日: 2015-09-15
  • 国際学会
• [図書] Heat Shock Factor (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Nakai
  • 総ページ数: 301
  • 出版者: Springer, Japan
• [図書] 南山堂医学大事典 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中井 彰、他
  • 総ページ数: 3101
  • 出版者: 南山堂
• [備考] 山口大学大学院医学系研究科医化学講座
  • URL: http://ds22.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~seika2/
• [備考] 山口大学大学院医学系研究科 医化学講座
  • URL: http://ds22.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~seika2/
• [備考] 医化学研究室ホームページ
  • URL: http://ds22.cc.yamaguchi-u.ac.jp/~seika2/