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アンチエイジングをもたらすタンパク質分解酵素プロテアソームの連動的発現機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K22826
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分59:スポーツ科学、体育、健康科学およびその関連分野
研究機関同志社大学

研究代表者

小林 聡  同志社大学, 生命医科学部, 教授 (50292214)

研究分担者 和久 剛  同志社大学, 生命医科学部, 助教 (40613584)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードタンパク質分解 / プロテアソーム / 転写因子 / 遺伝子発現 / タンパク質恒常性 / 連動的制御機構 / アンチエイジング / 連動的遺伝子発現 / 染色体ダイナミクス
研究開始時の研究の概要

老化の原因として、タンパク質分解酵素プロテアソームの機能低下があげられる。これにより変性タンパク質が細胞に蓄積し老化が進行する。したがってプロテアソームを誘導できれば老化予防できるはずである(アンチエイジング)。ところがプロテアソーム遺伝子の発現機構についてはまだ解明できていない。その原因は、プロテアソームが33種類ものタンパク質からなる超巨大複合体だからである。そこで本研究では,この33遺伝子を同時に発現させる分子メカニズムを解明する。この理解は,プロテアソームを活性化による新たなアンチエイジング法の創出つながることが期待される。

研究成果の概要

アンチエイジングをもたらす細胞の恒常性維持機構として、タンパク質分解酵素プロテアソームと転写因子NRF1が形成するタンパク質恒常性維持機構について解析し以下の成果を得た。(1)NRF1はプロテアソームだけではなくオートファジー関連因子p62、TBK1、GABARAPL1も発現制御することを発見した。詳細な作用メカニズムは解析中であるが、NRF1はオートファジーによるタンパク質恒常性も制御する可能性を見出した。(2)がん細胞におけるプロテアソーム発現制御は、NRF1からNRF1関連因子NRF3へシフトすることを明らかにした。この知見はNRF3による新たなタンパク質恒常性機構の存在を示唆する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

老化の要因は様々あるが、その1つに細胞内のタンパク質恒常性の破綻があげられる。したがってプロテアソームをはじめとするタンパク質恒常性維持メカニズムを解明し、その鍵となる分子を活性化する方法が開発できれば、エビデンスベースの新たなアンチエイジング戦略が可能になる。そのような観点からも、本研究の成果は、NRF1ないしNRF3による新たなタンパク質恒常性維持機構の発見という分子ないしメカニズムであるため、老化メカニズムの理解とその予防法の開発に対して重要な知見を与えると考える。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 10件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Roles of NRF3 in the hallmarks of cancer: proteasomal inactivation of tumor suppressors.2020

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, A
    • 雑誌名

      Cancers

      巻: 12 号: 9 ページ: 2681-2681

    • DOI

      10.3390/cancers12092681

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] NFE2L1 and NFE2L3 complementarily maintain basal proteasome activity in cancer cells through CPEB3-mediated translational repression2020

    • 著者名/発表者名
      Waku, T., Katayama, H., Hiraoka, M., Hatanaka, A., Nakamura, N., Tanaka, Y., Tamura, N., Watanabe, A., and Kobayashi, A.
    • 雑誌名

      Molecular and cellular biology

      巻: 40 号: 14

    • DOI

      10.1128/mcb.00010-20

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] NRF3-POMP-20S proteasome assembly axis promotes cancer development via ubiquitin-independent proteolysis of p53 and Rb.2020

    • 著者名/発表者名
      Waku T, Nakamura N, Koji M, Watanabe H, Katoh H, Tatsumi C, Tamura N, Hatanaka A, Hirose S, Katayama H, Tani M, Kubo Y, Hamazaki J, Hamakubo T, Watanabe A, Murata S, Kobayashi A
    • 雑誌名

      Molecular and Cellular Biology

      巻: - 号: 10 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1128/mcb.00597-19

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] New addiction to the NRF2-related factor NRF3 in cancer cells: Ubiquitin-independent proteolysis through the 20S proteasome.2020

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi A, Waku T.
    • 雑誌名

      Cancer Sci.

      巻: 111 号: 1 ページ: 6-14

    • DOI

      10.1111/cas.14244

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] β-Catenin/TCF4 Complex-Mediated Induction of the NRF3 (NFE2L3) Gene in Cancer Cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Aono S, Hatanaka A, Hatanaka A, Gao Y, Hippo Y, Taketo MM, Waku T, Kobayashi A.
    • 雑誌名

      Int J Mol Sci.

      巻: 20 号: 13 ページ: 3344-3344

    • DOI

      10.3390/ijms20133344

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] NRF3-CTGF経路による膵がん悪性化機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      道原 琢登、和久 剛、小林 聡
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] NRF3によるSREBP2活性とLDL取込みを介したコレステロール代謝制御メカニズムの解明2020

    • 著者名/発表者名
      渥美 友里、萩原 透、田村 奈都子、浦野 泰臣、和久 剛、小林 聡
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 転写因子NRF3(NFE2L3)はアミノ酸取り込みを介してmTORシグナルを活性化する2019

    • 著者名/発表者名
      廣瀬修平、谷 美里、畠中惇至、萩原 透、田村奈都子、和久 剛、小林 聡
    • 学会等名
      第66回日本生化学会近畿支部会例会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] がん増悪性転写因子 NRF3 によるアミノ酸取り込みを介した mTORC1 シグナル活性化メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      廣瀬修平、谷 美里、和久 剛、小林 聡
    • 学会等名
      第5回がんと代謝研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] NRF3-POMP 経路を介したユビキチン非依存的なタンパク質分解の誘導によるがん増悪メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      和久 剛、濱崎 純、浜窪 隆雄、渡辺 亮、村田 茂穂、小林 聡
    • 学会等名
      第5回がんと代謝研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] NRF1とNRF3は翻訳制御を介してがん細胞の構成的プロテアソーム活性を相補的に維持する2019

    • 著者名/発表者名
      平岡 都、片山寛之、和久 剛、小林 聡
    • 学会等名
      第14回日本臨床ストレス応答学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] NRF3によるSREBP2発現を介したコレステロール代謝リプログラミングの可能性2019

    • 著者名/発表者名
      萩原 透、田村奈都子、渥美友里、和久 剛、浦野泰臣、小林 聡
    • 学会等名
      第14回日本臨床ストレス応答学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 転写因子NRF3(NFE2L3)はアミノ酸取り込みを介してmTORC1シグナルを活性化する2019

    • 著者名/発表者名
      谷 美里、廣瀬修平、北野妃菜、和久 剛、小林 聡
    • 学会等名
      第14回日本臨床ストレス応答学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] がん細胞におけるβ-catenin/TCF4複合体によるNRF#(NFE2L3)遺伝子の誘導2019

    • 著者名/発表者名
      畑中彩里、青野 栞、畠中惇至、高 越、和久 剛、小林 聡
    • 学会等名
      第14回日本臨床ストレス応答学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 膵ガンにおける転写因子NRF3(NFE2L3)のVEGF-Aを介した血管新生の可能性2019

    • 著者名/発表者名
      畑中彩里、青野 栞、道原琢登、和久 剛、小林 聡
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 谷 美里、廣瀬修平、北野妃菜、和久 剛、小林 聡2019

    • 著者名/発表者名
      転写因子NRF3(NFE2L3)はアミノ酸取り込みを介してmTORC1シグナルを活性化する
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 転写因子NRF3によるSREBP2発現を介したコレステロール代謝リプログラミングの可能性2019

    • 著者名/発表者名
      萩原 透、田村奈都子、渥美友里、和久 剛、浦野泰臣、小林 聡
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ApcΔ716マウスを用いたNrf3による腫瘍増大機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      高 越、武藤 誠、和久 剛、小林 聡
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] NRF1とNRF3は翻訳制御を介してがん細胞の構成的プロテアソーム活性を相補的に維持する2019

    • 著者名/発表者名
      平岡 都、片山寛之、和久 剛、小林 聡
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] がん細胞における転写因子NRF3 とNRF1による相補的な構成的プロテアソーム活性制御機構2019

    • 著者名/発表者名
      小林 聡、和久 剛
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Breakthroughs in NRF2-related factor NRF3 research: its crucial function in cancer and proteostasis2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Kobayashi
    • 学会等名
      The Environmental Response V
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] NRF3(NFE2L3) contributes to colorectal cancer development through 20S proteasome assembly and the ubiquitin-independent proteolysis.2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Waku, Jun Hamazaki, Takao Hamakubo, Akira Watanabe, Shigeo Murata, Akira Kobayashi
    • 学会等名
      The Environmental Response V
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Genome-wide transcriptome analyses for NRF1 and NRF3 upon proteasome inhibition2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Hatanaka, Natsuko Tamura, Tsuyoshi Waku, Akira Watanabe, Akira Kobayashi
    • 学会等名
      The Environmental Response V
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MALAT1 lncRNA expression is regulated by NRF3 and induces proliferation in cancer cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Svetlana Ivanoff, Atsushi Hatanaka, Tsuyoshi Waku, Akira Kobayashi
    • 学会等名
      The Environmental Response V
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] β-catenin/TCF4 Complex-Mediated Induction of The NRF3 (NFE2L3) Gene in Cancer Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Shiori Aono, Ayari Hatanaka, Atsushi Hatanaka, Yue Gao, Tsuyoshi Waku, Akira Kobayashi
    • 学会等名
      The Environmental Response V
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NRF1 and NRF3 complementarily maintain a basal proteasome activity via CPEB3-mediated translational repression in cancer2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Katayama, Tsuyoshi Waku, Miyako Hiraoka, Atsushi Hatanaka, Akira Kobayashi
    • 学会等名
      The Environmental Response V
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A CNC family transcription factor NRF3 (NFE2L3) induces cholesterol metabolic genes through SREBP2 activation2019

    • 著者名/発表者名
      Natsuko Tamura, Toru Hagiwara, Yuri Atsumi, Tsuyoshi Waku, Akira Kobayashi
    • 学会等名
      The Environmental Response V
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A tumorigenic transcription factor NRF3 activates mTORC1 through amino acid uptake2019

    • 著者名/発表者名
      Shuuhei Hirose, Misato Tani, Tsuyoshi Waku, Akira Kobayashi
    • 学会等名
      The Environmental Response V
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Colorectal cancer addicts ubiquitin-independent 20S proteasomes assembled by the NRF3-POMP axis2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Waku, Atsushi Hatanaka, Jun Hamazaki, Takao Hamakubo, Akira Watanabe, Shigeo Murata, Akira Kobayashi
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor meeting: Ubiquitins, Autophagy & Disease
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The NRF3-POMP axis promotes tumorigenesis through activating ubiquitin-independent protein degradation by 20S proteasome2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Waku, Takao Hamakubo, Akira Watanabe, Shigeo Murata, Akira Kobayashi
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor meeting: Mechanisms of Metabolic Signaling
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 同志社大学生命医科学部 遺伝情報研究室ホームページ

    • URL

      https://akobayas.wixsite.com/genetic-code-lab

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 同志社大学大学院生命医科学研究科遺伝情報研究室ホームページ

    • URL

      https://akobayas.wixsite.com/genetic-code-lab

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2022-01-27  

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