ポリアミンによる翻訳制御を介した細胞増殖・分化に関わる遺伝子発現制御の解明

• 研究課題/領域番号: 15K07921
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物系薬学
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 西村 和洋 千葉大学, 大学院薬学研究院, 准教授 (60302569)
• 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: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: ポリアミン / 翻訳 / RNA / ショ糖密度勾配遠心 / メタボローム / ヌクレオチド代謝 / KLF4 / ポリソーム / シャペロニン / 翻訳制御 / ポリソームフラクション / シャペロニン蛋白質 / Kruppel-like factor 4 / ヒスタミン

研究成果の概要

細胞増殖・分化に必須のポリアミンが発現制御する遺伝子を明らかにするため、細胞内ポリアミンの有無により変化する蛋白質を複数の方法を用いて同定する研究を行った。その結果、今回新たに5つの蛋白質が細胞内ポリアミン量の低下により存在量が減少すること、すなわちポリアミンによる翻訳制御を受けることが強く示唆された。また、転写因子Klf4がポリアミンにより翻訳制御を受けるメカニズムを調べた結果、Klf4 mRNAの5'-非翻訳領域（5'-UTR）の重要性を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Design, synthesis, and evaluation of polyamine-memantine hybrids as NMDA channel blockers. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kumamoto T, Nakajima M, Uga R, Ihayazaka N, Kashihara H, Katakawa K, Ishikawa T, Saiki R, Nishimura K, Igarashi K.
  • 雑誌名: Bioorg Med Chem 巻: 26 号: 3 ページ: 603-608
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2017.12.021
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Cloning and Expression of Recombinant Chondroitinase ACII and Its Comparison to the Arthrobacter aurescens Enzyme. (2017)
  • 著者名/発表者名: Williams A, He W, Cress BF, Liu X, Alexandria J, Yoshizawa H, Nishimura K, Toida T, Koffas M, Linhardt RJ.
  • 雑誌名: Biotechnol. J. 巻: 12 号: 10 ページ: 201700239-201700239
  • DOI: 10.1002/biot.201700239
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Polyamines release the let-7b-mediated suppression of initiation codon recognition during the protein synthesis of EXT2. (2016)
  • 著者名/発表者名: Imamura M, Higashi K, Yamaguchi K, Asakura K, Furihata T, Terui Y, Satake T, Maegawa J, Yasumura K, Ibuki A, Akase T, Nishimura K, Kashiwagi K, Linhardt RJ, Igarashi K, Toida T
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 33549-33549
  • DOI: 10.1038/srep33549
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] eIF5Aとハイプシンの今昔物語 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村 和洋
  • 雑誌名: ポリアミン 巻: 3 ページ: 2-7
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Toxic acrolein production due to Ca(2+) influx by the NMDA receptor during stroke. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakamura M, Uemura T, Saiki R, Sakamoto A, Park H, Nishimura K, Terui Y, Toida T, Kashiwagi K, Igarashi K.
  • 雑誌名: Atherosclerosis 巻: 244 ページ: 131-137
  • DOI: 10.1016/j.atherosclerosis.2015.11.012
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Aggravation of brain infarction through an increase in acrolein production and a decrease in glutathione with aging. (2016)
  • 著者名/発表者名: Uemura T, Watanabe K, Ishibashi M, Saiki R, Kuni K, Nishimura K, Toida T, Kashiwagi K, Igarashi K.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 473 号: 2 ページ: 630-635
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.03.137
  • 査読あり
• [学会発表] ポリアミンによるコンドロイチン4-O-硫酸基転移酵素2 の合成促進機構の解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 東恭平、朝倉希里生、今村正隆、工藤遥香、山口勝利、西村和洋、五十嵐一衛、戸井田敏彦
  • 学会等名: 日本ポリアミン学会第9回年会
• [学会発表] ポリアミンにより翻訳促進を受ける蛋白質の同定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉野哲彦、吉澤祐希、戸井田敏彦、五十嵐一衛、西村和洋
  • 学会等名: 日本薬学会第138年会
• [学会発表] ポリアミンによりコンドロイチン硫酸合成調節機構の解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 朝倉希里生、東恭平、今村正隆、山口勝利、降幡知巳、西村和洋、五十嵐一衛、戸井田敏彦
  • 学会等名: 日本薬学会第138年会
• [学会発表] アプタマー取得に向けた樹脂担持型ハイプシンの設計と合成 (2018)
  • 著者名/発表者名: 太田礼伊也、小黒明広、西村和洋、藤岡弘道、有澤光弘
  • 学会等名: 日本薬学会第138年会
• [学会発表] 加齢による脳梗塞悪化とアクロレインの関係並びに新規脳保護薬の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡辺健太、植村武史、東恭平、小暮紀行、北島満里子、高山廣光、高尾浩一、杉田義昭、西村和洋、五十嵐一衛、戸井田敏彦
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2017-03-24
• [学会発表] ポリアミンによるChondroitin synthase-1合成促進機構の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 東恭平、山口勝利、今村正隆、朝倉希里生、西村和洋、五十嵐一衛、戸井田敏彦
  • 学会等名: 日本ポリアミン学会第8回年会
  • 発表場所: 千葉工業大学（千葉県習志野市）
  • 年月日: 2017-01-20
• [学会発表] ポリアミン代謝阻害剤によるメタボローム解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉澤祐希、吉野哲彦、戸井田敏彦、五十嵐一衛、西村和洋
  • 学会等名: 「ポリアミンと核酸の共進化」第15回合同シンポジウム
• [学会発表] ポリアミンによるKLF4の翻訳制御は骨髄由来マスト細胞分化のヒスタミン産生を抑制する (2017)
  • 著者名/発表者名: 西村和洋、岡本萌実、澁江梨奈、水田俊男、芝山徹、田中智之、東恭平、戸井田敏彦、五十嵐一衛
  • 学会等名: ConBio2017（第40回日本分子生物学会年会・第90回日本生化学会大会合同大会）
• [学会発表] ポリアミンによるヌクレオチド代謝への影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉澤祐希、吉野哲彦、戸井田敏彦、五十嵐一衛、西村和洋
  • 学会等名: ConBio2017（第40回日本分子生物学会年会・第90回日本生化学会大会合同大会）
• [学会発表] シャペロニンCCTの機能に対するポリアミンの影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 渡邊紗貴、小髙愛彩、戸井田敏彦、五十嵐一衛、西村和洋
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] ポリアミンによるコンドロイチン硫酸合成調節機構の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 朝倉希里生、東恭平、今村正隆、山口勝利、降幡知巳、西村和洋、五十嵐一衛、戸井田敏彦
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] ポリアミンによるコンドロイチン硫酸合成調節機構の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 朝倉希里生、東恭平、今村正隆、山口勝利、西村和洋、五十嵐一衛、戸井田敏彦
  • 学会等名: 「ポリアミンと核酸の共進化」第14回合同シンポジウム
  • 発表場所: 東京慈恵会医科大学（東京都港区）
  • 年月日: 2016-06-18
• [学会発表] 加齢による脳梗塞リスクの上昇には、ポリアミン代謝の活性化とグルタチオン合成の低下が関わる (2016)
  • 著者名/発表者名: 植村武史、渡辺健太、石橋美咲、斎木遼太郎、西村和洋、戸井田敏彦、五十嵐一衛
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] マスト細胞におけるポリアミンのヒスタミン生合成抑制機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 水田俊男、西村和洋、芝山徹、田中智之、戸井田敏彦、五十嵐一衛
  • 学会等名: BMB2015（第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会合同大会）
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 脳梗塞時のポリアミン代謝における加齢の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡辺健太、石橋美咲、斎木遼太郎、植村武史、西村和洋、戸井田敏彦、五十嵐一衛
  • 学会等名: 日本ポリアミン学会第7回年会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2015-11-13
• [学会発表] ポリアミンの生理作用とバイオマーカーへの展開 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村和洋
  • 学会等名: 第9回次世代を担う若手医療薬科学シンポジウム
  • 発表場所: 千葉大学薬学部120周年記念講堂
  • 年月日: 2015-11-07
  • 招待講演
• [学会発表] Histamine synthesis is regulated by polyamines in mouse bone marrow derived mast cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Nishimura, K., Mizuta, T., Shibayama, T., Tanaka, S., Toida, T., and Igarashi, K.
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Polyamines
  • 発表場所: Waterville Valley, NH, USA
  • 年月日: 2015-06-14
• [備考] 千葉大学大学院薬学研究院病態分析化学研究室
  • URL: http://www.p.chiba-u.jp/lab/bunseki/index.html