• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

プロテアソームから選択的オートファジーへの新たな活性化機構の解明

公募研究

研究領域マルチモードオートファジー:多彩な経路と選択性が織り成す自己分解系の理解
研究課題/領域番号 22H04659
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
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)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードタンパク質恒常性 / ユビキチン-プロテアソーム系 / 選択的オートファジー / NRF1 / p62 / GABARAPL1 / タンパク質品質管理 / プロテアソーム / オートファジー / 転写制御 / 活性化メカニズム / プロテオスタシス / ユビキチン-プロテアソーム / アグリファジー / 遺伝子発現 / タンパク質分解
研究開始時の研究の概要

細胞内にはタンパク質の品質管理システムが存在し、構造が崩れた異常なものは除去される。この品質管理システムの破綻は、異常なタンパク質の蓄積により神経変性疾患やがんなどを引き起こす。このシステムでは、2つのタンパク質分解システムであるユビキチン-プロテアソーム系とオートファジーが中心的に機能する。本研究では、ユビキチン-プロテアソーム系がタンパク質分解できなくなった場合に、オートファジーが活性化する分子メカニズムを解明する。この知見は、細胞が正常な状態を保つメカニズムの一端の理解につながり、さらには異常なタンパク質の蓄積による上記疾患に対する治療法開発につながることが期待される。

研究実績の概要

細胞内のタンパク質恒常性(プロテオスタシス)を維持するユビキチン-プロテアソーム系が破綻すると、特異的なタンパク質分解系である選択的オートファジーが活性化し、変性タンパク質を除去する。この選択的オートファジーの活性化メカニズムでは、p62アダプターがリン酸化を受けユビキチン化タンパク質と結合することで相分離を起こすことが知られているが、不明な点は多く残されている。本研究の目的は、ユビキチン-プロテアソームから選択的オートファジー活性化へのスイッチングという新たなマルチモードオートファジーの分子メカニズムとその生理的意義にについて解明する点にある。
まず我々は、プロテアソーム活性が低下時にプロテアソーム遺伝子群を発現誘導する転写因子NRF1 (NFE2L1)が、同時にオートファジーを活性化している可能性を見出した。その分子メカニズムを解明する目的で、NRF1が発現制御する遺伝子を網羅的に解析した結果、選択的オートファジー関連因子であるp62とAtg8ファミリー因子GABARAPL1を同定した。さらにNRF1がp62やGABARAPL1の誘導を介して、ユビキチン化タンパク質を分解除去していることを証明した。またNRF1はp62のリン酸化を亢進することでp62 puncta形成を促進する可能性も見出した。一方、NRF1による選択的オートファジー活性化の意義をマウス個体レベルでの検証を試みたが、残念ながらマウス肝臓においてNRF1が活性化するレベルにプロテアソーム活性を低下させることができなかった。
以上の結果から、これまで不明であったユビキチン-プロテアソーム系から選択的オートファジー系へのスイッチング機構は、転写因子NRF1が制御していることを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] The transcription factor NRF1 (NFE2L1) activates aggrephagy by inducing p62 and GABARAPL1 after proteasome inhibition to maintain proteostasis2023

    • 著者名/発表者名
      Hatanaka Atsushi、Nakada Sota、Matsumoto Gen、Satoh Katsuya、Aketa Iori、Watanabe Akira、Hirakawa Tomoaki、Tsujita Tadayuki、Waku Tsuyoshi、Kobayashi Akira
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 14405-14405

    • DOI

      10.1038/s41598-023-41492-9

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] NRF3 activates mTORC1 arginine-dependently for cancer cell viability2023

    • 著者名/発表者名
      Hirose Shuuhei、Waku Tsuyoshi、Tani Misato、Masuda Haruka、Endo Keiko、Ashitani Sanae、Aketa Iori、Kitano Hina、Nakada Sota、Wada Ayaka、Hatanaka Atsushi、Osawa Tsuyoshi、Soga Tomoyoshi、Kobayashi Akira
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 26 号: 2 ページ: 106045-106045

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.106045

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The CNC-family transcription factor Nrf3 coordinates the melanogenesis cascade through macropinocytosis and autophagy regulation2023

    • 著者名/発表者名
      Waku Tsuyoshi、Nakada Sota、Masuda Haruka、Sumi Haruna、Wada Ayaka、Hirose Shuuhei、Aketa Iori、Kobayashi Akira
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 42 号: 1 ページ: 111906-111906

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.111906

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nrf3 Functions Reversely as a Tumorigenic to an Antitumorigenic Transcription Factor in Obese Mice2023

    • 著者名/発表者名
      Waku Tsuyoshi、Iwami Takuya、Masuda Haruka、Hirose Shuuhei、Aketa Iori、Kobayashi Akira
    • 雑誌名

      The Tohoku Journal of Experimental Medicine

      巻: 259 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1620/tjem.2022.J090

    • ISSN
      0040-8727, 1349-3329
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 膵臓の腫瘍悪性化 機構の解明に向けた転写因子NRF3の機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤克哉、山元康平、〇佐藤 健、道原琢登、浅野太我、河合穂高、江口傑徳、松本光代、五十嵐和彦、和久 剛、小林 聡
    • 学会等名
      第69回日本生化学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 転写因子NRF3はオートファジーを介してがん細胞のMHC-Iを分解する2023

    • 著者名/発表者名
      温品美綺、和田恵佳、牧野安優花、明田伊鳳、廣瀬修平、和久 剛、小林 聡
    • 学会等名
      第69回日本生化学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 転写因子NRF3はオートファジーを介してがん細胞のMHC-Iを分解する2023

    • 著者名/発表者名
      温品美綺、和田恵佳、牧野安優花、明田伊鳳、廣瀬修平、和久 剛、小林 聡
    • 学会等名
      第15回 オートファジー研究会 若手の会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 転写因子NRF3によるMHC-Iのオートファジー分解を介した腫瘍免疫抑制メカニズム解析2023

    • 著者名/発表者名
      温品美綺、和田恵佳、牧野安優花、明田伊鳳、廣瀬修平、和久 剛、小林 聡
    • 学会等名
      第5回 マルチモードオートファジー班会議
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 転写因子Nrf3によるオートファジー-MHC-I分解経路を介したがん免疫逃避メカニズムの解明2023

    • 著者名/発表者名
      温品美綺、和田恵佳、明田伊鳳、廣瀬修平、牧野安優花、和久 剛、小林 聡
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 膵臓がんにおける新たな腫瘍増大因子としての転写因子NRF3の機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤克哉、道原琢登、山元康平、佐藤 健、松本光代、五十嵐和彦、和久 剛、小林 聡
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] The NRF2-related transcription factor NRF3 protects pancreatic cancer cells from ferroptosis by inducing the expression of redox-related genes.2023

    • 著者名/発表者名
      Shi TY, Hatanaka A, Minase M, 〇Soga K, Sato K, Hatanaka A, Satoh K, Yamamoto K, Nishikawa K, Waku T, Kobayashi A.
    • 学会等名
      The Environmental Response VI
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional analysis of NRF2-related factor NRF3 in pancreatic tumor growth and malignancy.2023

    • 著者名/発表者名
      Satoh K, Michihara T, Yamamoto K, Sato K, Matsumoto M, Igarashi K, Waku T, Kobayashi A.
    • 学会等名
      The Environmental Response VI
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The transcription factor NRF1 (NFE2L1) activates aggrephagy by inducing p62 and GABARAPL1 after proteasome inhibition to maintain proteostasis.2023

    • 著者名/発表者名
      Hatanaka A, Nakada S, Matsumoto G, Satoh K, Aketa I, Watanabe A, Hirakawa T, Tsujita T, Waku T, Kobayashi A.
    • 学会等名
      The Environmental Response VI
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NRF2-related NRF3 activates mTORC1 signaling in response to diminished arginine levels in cancer.2023

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi A
    • 学会等名
      The Environmental Response VI
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] がん微小環境におけるオーファン転写因子NRF3のアルギニンを介した新たな腫瘍増大機構2022

    • 著者名/発表者名
      小林 聡
    • 学会等名
      佐賀大学農学部生化学セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] プロテオスタシスないしアルギニン欠乏シグナルに対する新たな生体応答2022

    • 著者名/発表者名
      小林 聡
    • 学会等名
      第16回 日本臨床ストレス応答学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] NRF3-CCN2経路による膵臓の新たな悪性化機構2022

    • 著者名/発表者名
      小林 聡
    • 学会等名
      第13回日本CCNファミリー研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] NRF3はアルギニンによるmTORC1活性化を介して腫瘍を増大させる2022

    • 著者名/発表者名
      廣瀬修平、和久 剛、増田 遥、明田伊鳳、畠中敦至、大澤 毅、曽我朋義、小林 聡
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 転写因子Nrf3は細胞膜輸送系の制御を介してメラニン産生カスケードを最適化する2022

    • 著者名/発表者名
      和田恵佳、中田創太、増田 遥、住 春菜、廣瀬修平、明田伊鳳、和久 剛、小林 聡
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 膵臓がんのシステイン依存性におけるNRF3-xCT経路の機能2022

    • 著者名/発表者名
      史 天宇、畑中彩里、水瀬雅己、和久 剛、小林 聡
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 転写因子Nrf3は細胞膜輸送系の制御を介してメラニン産生カスケードを最適化する2022

    • 著者名/発表者名
      和田恵佳、中田創太、増田 遥、住春 菜、和久剛、小林 聡
    • 学会等名
      第68回日本生化学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 転写因子NRF3によるミトコンドリア動態制御の可能性2022

    • 著者名/発表者名
      明田伊鳳、廣瀬修平、増田 遥、和田恵佳、佐藤清敏、曽我朋義、和久 剛、小林 聡
    • 学会等名
      第68回日本生化学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Identification of Pathological Function of the NRF3-CTGF Axis in Pancreatic Cancer Malignancies.2022

    • 著者名/発表者名
      Takuto Michihara, 〇Katsuya Satoh, Kohei Yamamoto, Yue Gao, Tsuyoshi Waku, Akira Kobayashi
    • 学会等名
      The 7th JCA-AACR Special Joint Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A transcription factor NRF1(NFE2L1) activates selective autophagy by inducing p62 and GABARAPL1 expression upon proteasome inhibition.2022

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Hatanaka, Sota Nakada, Iori Aketa, Katsuya Satoh, Gen Matsumoto, Akira Watanabe, Tomofumi Yoshida, Shigeo Takamori, Tsuyoshi Waku, Akira Kobayashi
    • 学会等名
      The 10th International Symposium on Autophagy (ISA2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 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
      2023 実績報告書
  • [備考] 同志社大学生命医科学部医生命システム学科遺伝情報研究室HP

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 同志社大学生命医科学部医生命システム学科HP

    • URL

      https://medsystems.doshisha.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi