細胞の増殖と分化におけるMARE依存的転写制御の役割

• 研究課題/領域番号: 20012004
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 本橋 ほづみ 東北大学, 大学院・医学系研究科, 准教授 (00282351)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 10,200千円 (直接経費: 10,200千円); 2009年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円); 2008年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
• キーワード: 細胞増殖 / 巨核球 / 胞体突起形成 / 転写因子 / 細胞死 / 酸化ストレス

研究概要

本研究では、MARE依存的た転写制御の多様性とダイナミックな変動のメカニズムを明らかにすることを通して、細胞のがん化とその進展におけるNrf2-小Mafの貢献を明らかにすることを目的とする。
Nrf2のsmall interfering RNA(siRNA)を用いてエレクトロポレーション伝でノックダウンした際に、A549細胞の増殖はトランスフェクション後24時間から72時間までコントロールに比較して有意に抑制さけた。次に3種類のNrf2のsiRNAを用いて同様にノックダウンを行い、24時間後のtotal RNAを用いてマイクロアレイ解析を施行した。その結果、既知のNrf2の標的遺伝子である抗酸化酵素(NQO1, GPX2, GSTA2, GSTA5 etc)や解毒化酵素(HMOX1, TXNRD1, GCLM etc)の一群の他にSPP1(osteontin)やFGF7(Keratinocvte growth factor)といった増殖因子が有意に抑制されていることが判明した。実際に定量PCRを施行しこれらの潰伝子のmRNAが有意に抑制されていることを確認した
Osteopontin遺伝子のプロモーター領域にはNrf2が小Maf群因子とヘテロ二量体を形成して結合するARE(antioxidant responsive element)領域が存在することが確認されており、同部位で抗Nrf2抗体存用いてクロマチン免疫沈降法(chromatin immunoprecipitation assay)を施行した。その結果Nrf2がosteopontin遺伝子のプロモーター領域に直接結合していることを確認した
本研究において、幅広い悪性腫瘍で増殖促進因子として働くことが報告されているosteopontinが、ヒト肺癌細胞株においてNrf2の直接の標的遺伝子であることを確認した。これはNrf2か癌細胞の増殖を促進している機序の一端を説明している可能性が高い。

研究成果

• [雑誌論文] Genetic analysis of hierarchical regulation for Gatal and NF-E2 p45 gene expression in megakaryopoiesis (2010)
  • 著者名/発表者名: Takayama M, Fujita R, Suzuki M, Okuyama R, Aiba S, Motohashi H, Yamamoto M.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] The selective autophagy substrate p62 activates the stress response transcription factor Nrf2 through inactivation of Keap1 (2010)
  • 著者名/発表者名: Komatsu M, Kurokawa H, Waguri S, Taguchi K, Kobayashi A, Ichimura Y, Sou Y.-S., Ueno I, Sakamoto A, Tong KI, Kim M, Nishito Y, Iemura S.-i., Natsume T, Ueno T, Kominami E, Motohashi H, Tanaka K, Yamamoto M.
  • 雑誌名: Nat Cell Biol 12 ページ: 213-223
  • 査読あり
• [雑誌論文] NF-E2 domination over Nrf2 promotes ROS accumulation and megakaryocytic maturation (2010)
  • 著者名/発表者名: Motohashi H, Kimura M, Fujita R, Inoue A, Pan X, Takayama M, Katsuoka F, Aburatani H, Bresnick EH, Yamamoto M.
  • 雑誌名: Blood 115 ページ: 677-686
  • NAID: 40019431698
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis of alternative DNA recognition by Maf transcription factors (2009)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa H, Motohashi H, Sueno S, Kimura M, Takagawa H, Kanno Y, Yamamoto M, Tanaka T.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 23 ページ: 6232-6244
  • 査読あり
• [雑誌論文] Constitutively active aryl hydrocarbon receptor expressed in T cells increases immunization-induced IFN-γ production in mice but does not suppress T_h2-cytokine production or antibody production (2009)
  • 著者名/発表者名: Nohara K, Suzuki T, Ao K, Murai H, Miyamoto Y, Inouye K, Pan X, Motohashi H, Fujii-Kuriyama Y, Yamamoto M, Tohyama C.
  • 雑誌名: Int Immunol 21 ページ: 769-777
  • NAID: 10025387030
  • 査読あり
• [雑誌論文] 巨核球分化過程におけるストレス応答とその調節機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 本橋ほづみ
  • 雑誌名: 生化学 (印刷中)
  • NAID: 10025188147
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physiological significance of reactive cysteine residues of Keapl in deter mining Nrf2 activity (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, T., Suzuki, T., Kobayashi, A., Wakabayashi, J., Maher, J., Motohashi. H., and Yamamoto, M
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 28 ページ: 2758-2770
  • 査読あり
• [学会発表] マウス胎生期における小Maf群因子の機能 (2009)
  • 著者名/発表者名: 勝岡史城、中山博未、本橋ほづみ、Engel JD, 山本雅之
  • 学会等名: 日本生化学会東北支部第75回例会・シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学、仙台
  • 年月日: 2009-05-09
• [学会発表] Modulation of megakaryocytic gene expression by electrophiles as a potential anti-platelet therapy (2009)
  • 著者名/発表者名: 本橋ほづみ
  • 学会等名: NAPA 2009
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] Identification of the target genes of transcription factor NF-E2 p45 in megakaryocytes (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤田理恵, 本橋ほづみ, 油谷浩幸, 山本雅之
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] TGF-beta suppresses transcription of Heme Oxigenase-1 through induction of MafK and Bach1 (2009)
  • 著者名/発表者名: 沖田結花里, 鴨志田敦, 鈴木裕之, 伊東健, 本橋ほづみ, 五十嵐和彦, 山本雅之, 加藤光保
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] Nrf2 is degraded by Keap1-independent proteasome pathway in the absende of small Maf proteins (2009)
  • 著者名/発表者名: 勝岡史城, 中山博未, 本橋ほづみ, 山本雅之
  • 学会等名: 第32回日本会子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] NF-E2 p45 N-terminal Region Is Essential for Transactivation Mediating Thrombogenesis (2009)
  • 著者名/発表者名: 高山昌理子, 藤田理恵, 本橋ほづみ, 山本雅之
  • 学会等名: Tohoku University Global COE for Conquest of Signal Transduction Diseases with "Network Medicine"
  • 発表場所: Gonryo-kaikan, Sendai
• [学会発表] Nrf2 is degraded by Keap1-independent degradation pathway in the absence of small Maf proteins (2009)
  • 著者名/発表者名: 勝岡史城, 本橋ほづみ, 中山博未, 山本雅之
  • 学会等名: 21st Century Advances in the Molecular Toxicology of Environmental Chemicals and Pathogenesis of Disease
  • 発表場所: University of Tokyo, Tokyo
• [学会発表] マウス胎生期における小Maf群因子の機能 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中山博未, 勝岡史城, 本橋ほづみ, 山本雅之
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] 血小板形成における転写因子NF-E2 p45 N末端領域の重要性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高山昌理子, 井上あい, 藤田理恵, 本橋ほづみ, 山本雅之
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] Double-edged Sword of the Nrf2-Keap1 Stress Response System ; Carcino genesis and Cancer Chemoprevention (2009)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Yamamoto, Tatsuhiro Shibata, Ohta Tsutomu, Kit Tong, Hirofumi Kurokawa, Takafumi Suzuki, Keiko Taguchi, Hozumi Motohashi
  • 学会等名: 第68回 日本癌学会学術総会シンポジウム
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] 生体におけるKeap1/Nrf2制御系の機能貢献と応答機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 本橋ほづみ、藤田理恵、鈴木隆史、Kit T.Tong、黒河博文、山本雅之
  • 学会等名: 第62回日本酸化ストレス学会学術集会
  • 発表場所: 九州大学百年講堂
• [学会発表] Gatal gene hematopoietic regulatory domain directs functionally sufficient expression of NF-E2 p45 in megakaryocytes (2009)
  • 著者名/発表者名: Motohashi H, Takayama M, Fuj ita R, Katsuoka F, Suzuki M an d Yamamoto M
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Cell Bioligy of Megakarvocvtes & Platelets
  • 発表場所: Galveston, Texas USA
• [学会発表] Crystal structure of MafG in complex with iys cognate DNA (2008)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa H, Sueno S, Kimura M, Motohashi H, Yamamoto M, and Tanaka T
  • 学会等名: The 21^<st> Naito conference on Nuclear Dynamics a nd RNA [I]
  • 発表場所: Yatsugatake, Japan
• [学会発表] Physiological role of Keapl S-guanylation by 8-nitroguanosine 3', 5'-cyclic monophosphate formed in C6 glioma cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Fujii S, Sawa T, Okamoto T, Ihara H, Motohashi H, Yamamoto M, and Akaike T
  • 学会等名: Fifth International Conference Biology, Chemistry a nd Therapeutic Applications of Nitric Oxide
  • 発表場所: Festspielhaus Bregenz, Austria
• [学会発表] Nitric oxide-dependent sulfhydryl modification of Keapl by 8-nitroguanosine 3', 5'-cyclic monophosphate (2008)
  • 著者名/発表者名: Sawa T, Fujii S, Irie A, Okamoto T, Motohashi H, Yamamoto M, and Akaike T
  • 学会等名: Fifth International Conference Biology, Chemistry and Therapeutic Applications of Nitric Oxide
  • 発表場所: Festspielhaus Bregenz, Austria
• [学会発表] NF-E2 enhances accumulation of reactive exygen species and promotes megakaryocytic terminal differentiation (2008)
  • 著者名/発表者名: Motohashi H, Takayama M, Fujita R, Katsuoka F, and Yamamot o M
  • 学会等名: 16^<th> Conference on Hemoglobin Switching
  • 発表場所: Asilomar Conference Center, Monterey, California USA
• [学会発表] NO依存的なニトロ化ヌクレオチド、8-ニトログアノンン3', 5'-環状1リン酸の精製を介したKeap 1チオール基の修飾 (2008)
  • 著者名/発表者名: 澤智裕, 藤井重元, 入江厚, 岡本竜哉, 本橋ほづみ.山本雅之, 赤池孝章
  • 学会等名: 第67回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
• [学会発表] 巨核球分化と転写因子NF-E2による酸化ストレス蓄積プログラム (2008)
  • 著者名/発表者名: 本橋ほづみ, 高山昌理子, 藤田理恵, 勝岡史城, 山本雅之
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] NF-E2p45欠失マウスの巨核球系のトランスジェニックレスキュー解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤田理恵, 高山昌理子, 本橋ほづみ, 山本雅之
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] S-Guanylation proteomics : NOと活性酸素に依存したユニークなチオール基翻訳後修飾 (2008)
  • 著者名/発表者名: 澤智裕, 藤井重元, 入江厚, 岡本竜哉, 居原秀, 本橋ほづみ, 山本雅之, 赤池孝章
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] 新規環状ヌクレオチド8-ニトログアノシン3', 5'-環状1リン酸による転写制御因子Keap1のS-グアニル化とその酸化ストレス応答における役割 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤井重元, 澤智裕, 岡本竜哉, 居原秀, 本橋ほづみ, 山本雅之, 赤池孝章
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] 小Maf群因子3重欠損細胞レスキュー系の確立と同系を用いた小Maf群因子の機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 勝岡史城, 中山博未, 本橋ほづみ, 山本雅之
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] 血小板分化におけるプロリン異性化控訴Pin1の機能解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 鈴木伸幸, 小野栄夫, 北沢博, 本橋ほづみ, 原田彰宏, 秋山弘匡, 内田隆史
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド