マウス蛋白質アルギニン脱イミノ酵素遺伝子Padi4の生理機能及び発現制御機構解明

• 研究課題/領域番号: 16580071
• 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: 応用生物化学
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 高原 英成 茨城大学, 農学部, 教授 (30122063)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円); 2005年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2004年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: 蛋白質アルギニン脱イミノ / Padi4 / モノクローナル抗体 / 腹腔マクロファージ / 慢性関節リウマチ / 自己抗体 / 全身性エステマトーデス / Pristine / 蛋白質アルギニン脱イミノ酵素 / マウスPadi4遺伝子 / 全身性エリテマトーデス / snRNP / PADi4

研究概要

蛋白質アルギニン脱イミノ酵素(PAD)は、蛋白質中のアルギニン残基をシトルリン残基に変換する酵素である。先に我々は、マウスPAD遺伝子は5つの遺伝子から構成され、これらは全て4番染色体(4E1領域)にクラスターとして座乗していること、また本遺伝子構成地図はヒトのPAD遺伝子群ときわめて類似していることを明らかにした。最近、ヒトPAD遺伝子のうちPADI4遺伝子(マウスPadi4遺伝子と相同)が慢性関節リウマチ発症の原因遺伝子の一つであることが報告され、実験動物を用いたPADI4遺伝子の生理機能と遺伝子発現制御機構に関する研究が大変重要となってきた。我々は当該研究期間内においてマウスPadi4遺伝子産物PAD4対するモノクローナル抗体を作製し、ウェスタンブロット解析、免疫染色を行ったところPAD type IVが腹腔マクロファージの核に存在することを明らかにした。ついで、Pristane投与マウスの腹腔内マクロファージではPAD type IVが高いレベルで発現していることが見出され、またsnRNPの構成成分のうちU1-70K蛋白質のアルギニン残基のシトルリン化がSLEの自己免疫応答の引き金となっていると推定されたことから、U1-70KペプチドをマウスPAD type IVにより反応させた結果、U1-70Kペプチドのシトルリン化が確認された。一方、マウス白血病ウイルスのp30gagペプチドのシトルリン化は確認されなかった。これより、U1-70KはPADにおける特異的な基質であることが明らかとなった。このように、本研究によりU1-70K蛋白質はPAD type IVの基質となり得ることを明らかにすると共に、自己抗体産生にPAD type IVによるU1-70K蛋白質中のアルギニン残基のシトルリン化が重要だということを裏付ける重要な足がかりを得ることが出来た。

研究成果

• [雑誌論文] NF-Y and Sp1/Sp3 are involved in the transcriptional regulation of the peptidylarginine deiminase type III gene (PADI3) in human keratinocytes. (2006)
  • 著者名/発表者名: Dong S, Kanno T, Yamaki A, Kojima T, Shirawa M, Kawada A, Mechin, MC Chavanas S, Serre G, Simon M, Takahara H
  • 雑誌名: Biochem. J (掲載決定)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Proteomics implicated peptidylarginine deiminase 2 optic nerve citullination in glaucoma pathogenesis (2006)
  • 著者名/発表者名: Bhattacharya S, Crabb JS, Bonilha VL, Gu X, Takahara H, Crabb JW
  • 雑誌名: Invest Ophth Vis Sci 47(掲載決定)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] NF-Y and Sp1/Sp3 are involved in the transcriptional regulation of the peptidylarginine deiminase type III gene (PADI3) in human keratinocytes. (2006)
  • 著者名/発表者名: Dong S, Kanno T, Ayako Yamaki A, Kojima T, Shirawa M, Kawada A, Marie-Claire Mechin, MC Chavanas S, Guy Serre G, Simon M, Takahara H
  • 雑誌名: Biochem.J (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Proteomics implicated peptidylarginine deiminase 2 optic nerve citullination in glaucoma pathogenesis (2006)
  • 著者名/発表者名: Bhattacharya S, Crabb JS, Bonilha VL, Gu X, Takahara H, Crabb JW
  • 雑誌名: Invest Ophth Vis Sci. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Inhibitory effect of mizorubine on matrix metalloproteinase-1 production in synovial fibroblasts and THP-1 macropages (2005)
  • 著者名/発表者名: Zhong B, Tajima M, Takahara H, Nochi H, Tamoto K, Tamura N, Kobayashi S, Tamura Y, Ikdeda M, Akimoto T, Yoshino S, Hashimoto H
  • 雑誌名: Mod Rheumatol 15 ページ: 264-268
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The peptidylarginine deiminases expressed in human epidermis differ in their substrate specificities and subcellular locations (2005)
  • 著者名/発表者名: Mechin MC, Enji M, Nachat R, Chavanas S, Charveron, M, Ishida-Yamamoto A, Serre G, Takahara H, Simon M.
  • 雑誌名: Cellular and Molecular Life Sciences 62 ページ: 1984-1995
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Regulation of the expression of peptidylarginine deiminase type II gene (PADI2) in human keratinocytes involves Sp1 and Sp3 transcription factors (2005)
  • 著者名/発表者名: Dong S, Kojima T, Shiraiwa M, Mechin MC, Chavanas S, Serre G, Simon M, Kawada A, Takahara H.
  • 雑誌名: J. Invest. Dermatol. 124(印刷中)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Peptidylarginine deiminase isoforms 1-3 are expressed in the epidermis and involved in the deimination of K1 and Filaggrin (2005)
  • 著者名/発表者名: Nachat R, Mechin MC, Takahara H, Chavanas S, Charveron M, Serre G, Simon M.
  • 雑誌名: J. Invest. Dermatol. 124 ページ: 384-393
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Regulation of the expression of peptidylarginine deiminase type II gene (PADI2) in human keratinocytes involves Sp1 and Sp3 transcription factors (2005)
  • 著者名/発表者名: Dong S, Kojima T, Shiraiwa M, Mechin MC, Chavanas S, Serve G, Simon M, Kawada A, Takahara H.
  • 雑誌名: J.Invest.Dermatol. 124 ページ: 1026-1033
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Peptidylarginine deiminase isoforms 1-3 are expressed in the epidermis and involved in the deimination of K1 and Filaggrin (2005)
  • 著者名/発表者名: Nachat R, Mechin MC, Takahara H, Chavanas S, Charveron M, Serre G, Simon M.
  • 雑誌名: J.Invest.Dermatol. 124 ページ: 384-393
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The peptidylarginine deiminases expressed in human epidermis differ in their substrate specificities and subcellular locations (2005)
  • 著者名/発表者名: Mechin MC, Enji M, Nachat R, Chavanas S, Charveron M, Ishida-Yamamoto A, Serre G, Tkahara G, Simon M.
  • 雑誌名: Cellular and Molecular Life Sciences 62・17 ページ: 1984-1995
• [雑誌論文] Inhibitory effect of mizorubine on matrix metalloproteinase-1 production in synovial fibroblasts and THP-1 macropages (2005)
  • 著者名/発表者名: Zhong B, Tajima M, Takahara H, Nochi H, Tamato K, Tamura N, Kobayashi S, Tamura Y, Ikdeda M, Akimoto T, Yoshino S, Hashimoto H
  • 雑誌名: Mod Rheumatol 15 ページ: 264-268
• [雑誌論文] Regulation of the expression of peptidylarginine deiminase type II gene (PADI2) in human keratinocytes involves Sp1 and Sp3 transcription factors (2005)
  • 著者名/発表者名: Dong S, Kojima T, Shiraiwa M, Mechin MC, Chavanas S, Serre G, Simon M, Kawada A, Takahara H.
  • 雑誌名: J.Invest.Dermatol. 124(印刷中)
• [雑誌論文] Peptidylarginine deiminase isoforms 1- 3 are expressed in the epidermis and involved in the deimination of K1 and Filaggrin (2005)
  • 著者名/発表者名: Nachat R, Mechin MC, Takahara H, Chavanas S, Charveron M, Serre G, Simon M.
  • 雑誌名: J.Invest.Dermatol. 124 ページ: 384-393
• [雑誌論文] Comparative analysis of the mouse and human peptidylarginine deiminase gene clusters reveals highly conserved non-coding segments and a new human gene, PADI6 (2004)
  • 著者名/発表者名: Chavanas S, Mechin MC, Takahara H, Kawada A, Nachat R, Serre G, Simon M.
  • 雑誌名: Gene 330 ページ: 19-27
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より