胎児発育不全の予防を目指したユビキチン転移酵素CNOT4の生理機能の解明研究

• 研究課題/領域番号: 18K15038
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分48040:医化学関連
• 研究機関: 秋田大学
• 研究代表者: 山口 智和 秋田大学, 医学系研究科, 助教 (30749940)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2018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: CNOT4 / 胚発生 / ユビキチン転移酵素 / 細胞増殖 / RNA結合タンパク質 / 胎児発育不全 / CCR4-NOT複合体

研究成果の概要

ユビキチン転移酵素CNOT4の哺乳類組織における生理的役割を解明するため研究を行った。CNOT4変異マウスは胎児期の発育不全と出生後の高い致死率を示すが、集合キメラにより野生型胎盤で発育したマウスも発育不全であることから、発育不全は胎盤形成とは独立した要因であることがわかった。詳細な解析を行うため、CNOT4 floxedマウスを作出し、単離したMEFにCNOT4の欠損を誘導したところ、有意な細胞増殖速度の低下と細胞死の増加を認めた。また、CNOT4の発現を抑制したHEK293TのRNA-seq解析により、CNOT4が胚の器官形成に寄与するmRNA群の発現を正に制御している可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ユビキチン転移酵素であるCNOT4の哺乳類組織における役割を報告した例はいまだない。本研究では、変異型CNOT4を発現するマウスは胎児期の発育不全と出生後の高い致死率を示すことから、胎児の発育にCNOT4が必須の役割を果たすことがわかり、培養細胞においてはCNOT4が発現しない条件下では発生に必要な種々の遺伝子の発現が有意に低下してしまうことが明らかとなった。以上の発見は、胚発生期におけるユビキチン化修飾と遺伝子発現制御との連携に焦点を当てた新たなパラダイムの構築に繋がり、将来的には胎児発育不全やそれに付随する種々の疾病の解明と新たな治療技法の確立のための重要な基礎情報になると期待している。

研究成果

• [雑誌論文] B38-CAP is a bacteria-derived ACE2-like enzyme that suppresses hypertension and cardiac dysfunction (2020)
  • 著者名/発表者名: Minato T, Nirasawa S, Sato T, Yamaguchi T, Hoshizaki M, Inagaki T, Nakahara K, Yoshihashi T, Ozawa R, Yokota S, Natsui M, Koyota S, Yoshiya T, Yoshizawa-Kumagaye K, Motoyama S, Gotoh T, Nakaoka Y, Penninger JM, Watanabe H, Imai Y, Takahashi S, Kuba K
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11(1) 号: 1 ページ: 1058-1058
  • DOI: 10.1038/s41467-020-14867-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Essential functions of the CNOT7/8 catalytic subunits of the CCR4-NOT complex in mRNA regulation and cell viability (2020)
  • 著者名/発表者名: Mostafa Dina、Takahashi Akinori、Yanagiya Akiko、Yamaguchi Tomokazu、Abe Takaya、Kureha Taku、Kuba Keiji、Kanegae Yumi、Furuta Yasuhide、Yamamoto Tadashi、Suzuki Toru
  • 雑誌名: RNA Biology 巻: 17 号: 3 ページ: 403-416
  • DOI: 10.1080/15476286.2019.1709747
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The CCR4-NOT deadenylase complex maintains adipocyte identity (2019)
  • 著者名/発表者名: Takahashi A., Takaoka S., Kobori S., Yamaguchi T., Ferwati S., Kuba K., Yamamoto T., and Suzuki T.
  • 雑誌名: Int. J. Mol. Sci. 巻: 20 号: 21 ページ: 5274-5274
  • DOI: 10.3390/ijms20215274
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genome‐Scale CRISPR/Cas9 Screening Reveals Squalene Epoxidase as a Susceptibility Factor for Cytotoxicity of Malformin A1 (2019)
  • 著者名/発表者名: Koizumi Yukio、Fukushima Jun、Kobayashi Yayoi、Kadowaki Ayumi、Natsui Miyuki、Yamaguchi Tomokazu、Imai Yumiko、Sugiyama Toshihiro、Kuba Keiji
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 20 号: 12 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1002/cbic.201800769
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Apelin and Elabela/Toddler; double ligands for APJ/Apelin receptor in heart development, physiology, and pathology. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kuba K, Sato T, Imai Y, Yamaguchi T
  • 雑誌名: Peptides. 巻: in press ページ: 62-70
  • DOI: 10.1016/j.peptides.2018.04.011
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 圧負荷心不全におけるCNOT6L脱アデニル化因子の抗線維化作用の解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: 山口智和、佐藤輝紀、湊隆文、安健博、星崎みどり、渡邊博之、今井由美子、山本雅、久場敬司
  • 学会等名: 第93回日本薬理学会年会
• [学会発表] 心不全病態モデルマウスにおけるmRNA poly(A)制御、翻訳制御の生理機能の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山口智和、佐藤輝紀、中岡慎治、久場敬司
  • 学会等名: 2019年度「先進ゲノム支援」拡大班会議
• [学会発表] Protective roles of CNOT6L deadenylase in pressure overload-induced cardiac remodeling (2019)
  • 著者名/発表者名: Tomokazu Yamaguchi, Teruki Sato, Takafumi Minato, Jianbo An, Midori Hoshizaki, Hiroyuki Watanabe, Yumiko Imai, Tadashi Yamamoto, Keiji Kuba
  • 学会等名: The 50th NIPS International Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] CCR4-NOT脱アデニル化因子による心臓リモデリング抑制作用の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山口智和、佐藤輝紀、湊隆文、安健博、星崎みどり、渡邊博之、今井由美子、山本雅、久場敬司
  • 学会等名: 第29回日本循環薬理学会
• [学会発表] 肥満組織におけるCNOT4ユビキチンリガーゼの生理機能解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山口智和、佐藤輝紀、夏井美幸、星崎みどり、山本雅、今井由美子、久場敬司
  • 学会等名: 第92回生化学会大会
• [学会発表] 細胞増殖制御におけるユビキチン転移酵素CNOT4の機能解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山口智和
  • 学会等名: 第7回CCR4-NOT研究会
• [学会発表] CCR4-NOT 複合体によるAtg7 依存性細胞死の阻害と心臓の恒常性維持 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山口智和、鈴木享、佐藤輝紀、高橋明格、山本雅、今井由美子、久場敬司
  • 学会等名: 第83回 日本生化学会 東北支部例会
• [学会発表] CNOT4ユビキチンリガーゼによるRNA制御機構の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口智和、鈴木享、佐藤輝紀、高橋明格、山本雅、今井由美子、久場敬司
  • 学会等名: 第6回CCR4NOT研究会
• [学会発表] Atg7依存性細胞死を阻害するCCR4-NOT脱アデニル化酵素 複合体の心機能制御機構の解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口智和、鈴木享、佐藤輝紀、高橋明格、山本雅、今井由美子、久場敬司
  • 学会等名: 第20回 日本RNA学会年会
• [学会発表] CCR4-NOT脱アデニル化酵素複合体による心機能制御機構の解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口智和、鈴木享、佐藤輝紀、高橋明格、山本雅、今井由美子、久場敬司
  • 学会等名: 第69回 日本薬理学会北部会
• [学会発表] CCR4-NOT脱アデニル化酵素複合体によるAtg7依存性細胞死の阻害と心機能改善作用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口智和、鈴木享、佐藤輝紀、高橋明格、山本雅、今井由美子、久場敬司
  • 学会等名: 第91回日本生化学会大会
• [学会発表] 細胞恒常性維持におけるCCR4-NOT複合体を介した mRNA制御メカニズムの包括的解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口智和、鈴木享、佐藤輝紀、高橋明格、山本雅、今井由美子、久場敬司
  • 学会等名: 2018年度「先進ゲノム支援」拡大班会