NAD依存性ヒストン脱アセチル化酵素SIRT1の心筋細胞における役割

• 研究課題/領域番号: 17590757
• 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: 循環器内科学
• 研究機関: 札幌医科大学
• 研究代表者: 坂本 淳 札幌医大, 医学部, 助手 (40336392)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 2006年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 2005年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: ヒストン脱アセチル化酵素 / 核内移行シグナル / 核外移行シグナル

研究概要

1.胎仔心臓と不全心におけるSIRT1の細胞内局在
1)発生初期(E12.5)と生後10週の心臓におけるSIRT1の細胞内局在を免疫組織染色法により同定した。SIRT1はE12.5では核に局在していたが、10週では細胞質に分布していた。心臓を核分画と細胞質分画に分けてWestern blottingで調べた実験でも同様の結果が得られた。
2)拡張型心筋症モデルハムスター(TO-2ハムスター)を用い、不全心におけるSIRT1の細胞内局在を調べた。33週の心不全発症時にはTO-2ハムスターでは核に局在していたが、wild typeではマウスと同様に細胞質に分布していた。
2.SIRT1の核-細胞質間移行
COS7細胞にGFP融合SIRT1を一過性発現させると核に局在する。このCOS7細胞にL929細胞を加えてポリエチレングリコール処理を行なうと細胞融合が生じ、1つの細胞に2種類の核が存在するheterokaryonとなる。このheterokaryonを調べるとL929細胞の核にもGFP融合SIRT1が存在し、SIRT1が核-細胞質間を移動することが明らかとなった。
3.SIRT1の核内移行シグナル(NLS)と核外移行シグナル(NES)の同定
SIRT1のアミノ酸配列の解析およびSIRT1の欠失変異体・点変異体の細胞内局在の変化の分析により、SIRT1には2つのNLSと2つのNESが存在することが確認された。
4.SIRT1によるアポトーシス抑制
C2C12細胞に過酸化水素を加えるとアポトーシスが生じるが、核にSIRT1を一過性発現させた細胞ではアポトーシスが抑制される。NLSあるいはヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)活性を持つアミノ酸配列に点変異を導入したクローンには抗アポトーシス効果はみられず、SIRT1によるアポトーシス抑制には核局在性とHDAC活性が重要であることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Erythropoietin affords additional cardioprotection to preconditioned hearts by enhanced phosphorylation of glycogen synthase kinase-3β (2006)
  • 著者名/発表者名: Nishihara M, Miura T, Miki T, Sakamoto J, Ohori K, Takahashi A, Shimamoto K.
  • 雑誌名: Am J Physiol March 24(Epub ahead of print)
• [雑誌論文] Macrophage colony-stimulating factor treatment after myocardial infarction attenuates left ventricular dysfunction by accelerating infarct repair (2006)
  • 著者名/発表者名: Yano T, Miura T, Whittaker P, Miki T, Sakamoto J, Nakamura Y, Ichikawa Y, Ikeda Y, Kobayashi H, Ohori K, Shimamoto K.
  • 雑誌名: J Am Coll Cardiol 47 ページ: 626-634
• [雑誌論文] Alteration in erythropoietin-induced cardioprotective signaling by postinfarct ventricular remodeling (2006)
  • 著者名/発表者名: Miki T, Miura T, Yano Y, Takahashi A, Sakamoto J, Tanno M, Kobayashi H, Ikeda Y, Nishihara M, Naitoh K, Ohori K, Shimamoto K
  • 雑誌名: J Pharmacol Exp Ther 317 ページ: 68-75