アミロイド病モデルマウスを使ったヒトリゾチーム変異体の線維の形成機構と毒性の解析

• 研究課題/領域番号: 25450476
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 統合動物科学
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 杉元 康志 鹿児島大学, 農水産獣医学域農学系, 教授 (10100736)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: リゾチーム / アミロイド線維 / 分子シャペロン / 小胞体ストレス / GRP78/BiP / トランスサイレチン / トランスジェニックマウス / アミロイド病 / 変異体 / フォールディング / ＥＲストレス / ＵＰＲ / アミロイドーシス / タンパク質凝集体 / アポトーシス

研究成果の概要

これまで不明であった全身性アミロイドーシスを引き起こすヒトリゾチーム変異体の毒性について細胞レベルと生体レベルで検証できた。リゾチーム変異体は分子シャペロンGRP78/BiPと結合したまま小胞体内に蓄積し、IRE1-XBP1-GRP78/BiPを活性化させ、小胞体ストレスを誘導することを明らかにした。蓄積したタンパク質は細胞内でアミロイド線維を形成し、これが長期間影響し、細胞傷害を与えることで組織機能の不全となり、重篤な疾患になると推定した。分泌性タンパク質で起こるいくつかのアミロイドーシスは分子シャペロンとの異常な相互作用が原因となり、疾患を引き起こすことが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Lysozyme Mutants Accumulate in Cells while Associated at their N-terminal Alpha-domain with the Endoplasmic Reticulum Chaperone GRP78/BiP. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kamada Y, Nawata Y, Sugimoto Y.
  • 雑誌名: Int. J. Biol. Sci. 巻: 12 号: 2 ページ: 184-197
  • DOI: 10.7150/ijbs.13710
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Amyloidogenic lysozymes accumulate in the endoplasmic reticulum accompanied by the augmentation of ER stress signals. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kamada Y, Kusakabe T, Sugimoto Y.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta. 巻: 1850 ページ: 1107-1119
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Heat shock protein 90 acts in brassinosteroid signaling through interaction with BES1/BZR1 transcription factor. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigeta T, Zaizen Y, Sugimoto Y, Nakamura Y, Matsuo T, Okamoto S.
  • 雑誌名: J. Plant Physiol. 巻: 178 ページ: 69-73
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Ethanol extract of Brazilian propolis ameliorates cognitive dysfunction and suppressed protein aggregations caused by hyperhomocysteinemia. (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki Y, Sugimoto Y, Fujita A, Kanouchi H.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem. 巻: 79 ページ: 1884-1889
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Amyloid fibril formation from a 9 amino acid peptide, 55th-63rd residues of human lysozyme. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga Y, Matsumoto M, Sugimoto Y.
  • 雑誌名: Int. J. Biol. Macromol. 巻: 80 ページ: 208-216
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Amyloidogenic lysozymes accumulate in the endoplasmic reticulum accompanied by the augmentation of ER stress signals. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kamada Y, Kusakabe T, Sugimoto Y.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta 巻: 1850 ページ: 1107-1119
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Heat shock protein 90 acts in brassinosteroid signaling through interaction with BES1/BZR1 transcription factor. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigeta T, Zaizen Y, Sugimoto Y, Nakamura Y, Matsuo T, Okamoto S.
  • 雑誌名: Journal of Plant Physiology 巻: 178 ページ: 69-73
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular evidence of the involvement of heat shock protein 90 in brassinosteroid signaling in Arabidopsis T87 cultured cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeta T, Zaizen Y, Asami T, Yoshida S, Nakamura Y, Okamoto S, Matsuo T, Sugimoto Y.
  • 雑誌名: Plant Cell Report 巻: 33 号: 3 ページ: 499-510
  • DOI: 10.1007/s00299-013-1550-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Amyloid fibril formation in vitro from halophilic metal binding protein: its high solubility and reversibility minimized formation of amorphous protein aggregations. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga Y, Matsumoto M, Tokunaga M, Arakawa T, Sugimoto Y.
  • 雑誌名: Protein Science 巻: 22(11) 号: 11 ページ: 1582-1591
  • DOI: 10.1002/pro.2359
  • 査読あり
• [学会発表] アミロイドジェニックリゾチームはGRP78/BiPと小胞体内に蓄積し、小胞体ストレスを誘発する (2015)
  • 著者名/発表者名: 縄田 勇介 , 釜田 佳季, 新田 絢乃, 田中 志穂実, 杉元 康志
  • 学会等名: 第 38回日本分子生物学会年会、第 88回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（ 兵庫県神戸市 ）
  • 年月日: 2015-12-02
• [学会発表] リゾチーム変異体の小胞体への蓄積と小胞体ストレス (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉元 康志, 釜田 佳季, 縄田 勇介
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ 横浜 ( 神奈川県、横浜市）
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] リゾチームアミロイド線維の細胞毒性について (2013)
  • 著者名/発表者名: 釜田佳季、中屋直仁、杉元康志
  • 学会等名: 日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 佐賀大学
• [学会発表] リゾチームアミロイド線維形成コアペプチドのシーズ効 (2013)
  • 著者名/発表者名: 有馬拓広、徳永雄平、縄田勇介、釜田佳季、杉元康志、渡邉啓一
  • 学会等名: 日本生化学会九州支部例会
  • 発表場所: 佐賀大学
• [学会発表] ヒトリゾチーム変異体発現による凝集体の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 釜田 佳季，縄田 勇介，懸野崎 知世，杉元 康志,
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] ピキア酵母におけるヒトリゾチーム変異体の遺伝子発現とタンパク産生 (2013)
  • 著者名/発表者名: 有馬 拓広，中屋 直仁，釜田 佳季，田代 康介，久原 哲，杉元 康志
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド