活性酸素シグナルの転写制御機構の解明

2011 年度 実績報告書

• 研究領域: 活性酸素のシグナル伝達機能
• 研究課題/領域番号: 20117010
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 伊東 健 弘前大学, 大学院・医学研究科, 教授 (10323289)
• キーワード: Nrf2 / 酸化ストレス / アミノ酸化飢餓応答 / GCN1L1 / GCN2 / ATF4

研究概要

1)酸化シグナルの核内情報統合機構の解析
私たちはこれまでにアミノ酸飢餓応答因子GCN1L1がNrf2と相互作用することを見出した。そこでU373MGグリオブラストーマ細胞を用いてGCN1L1がNrf2活姓化に果たす役割について解析した。酸化ストレスとしてジエチルマレイン酸および変性タンパク質ストレスとしてプロテアソーム阻害剤MG132を用いて実験すると、Nrf2はDEMおよびMG132により細胞内に著明に蓄積したが、GCN1L1をノックダウンした細胞においてはNrf2の活性化が観察されなかった。また、この時Nrf2のmRNAレベルでの発現量には顕著な変動はみられなかった。以上のことから、U373MGにおけるNrf2の酸化ストレス等による活性化は転写後のメカニズムによりGCN1L1依存性に行われていることが明らかになった。GCN1L1は酵母においてGCN2を介したアミノ酸飢餓応答に関与していることが明らかになっている。DEMおよびMG132によりGCN2が活性化したことから、GCN2がNrf2の翻訳制御に関わっていることが考えられた。
2)Nrf2酸化シグナル応答系の疾患防御・発症における役割の解析
U373MG細胞においてNrf2活性化剤であるカルノシン酸のNrf2標的遺伝子誘導機構を解析したところ、いくつかの標的遺伝子について、Nrf2に加えてATF4の活性が必要であることがわかった。Nrf2とATF4が相互作用して標的遺伝子の誘導に関与することが考えられた。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

おおむね順調にすすんでいるが、同定したNrf2標的遺伝子の解析について、in vivoでの解析が遅れている。
また、核内における活性酸素の産生機構の解析が遅れている。

今後の研究の推進方策

研究計画が多岐にわたっていたため、優先項目を推進してきた。来年度は最終年度となるため、優先して行ってきた項目を完成させるとともに、遅れていた部分について解析する。

研究成果

• [雑誌論文] Nrf2 inhibits hepatic iron accumulation and counteracts oxidative stress-induced liver injury in nutritional steatohepatitis (2012)
  • 著者名/発表者名: Okada K, Warabi E, Sugimoto H, Horie M, Tokushige K, Ueda T, Harada N, Taguchi K, Hashimoto E, Itoh K, Ishii T, Utsunomiya H, Yamamoto M, Shoda J
  • 雑誌名: J Gastroenterol 巻: 47 ページ: 924-935
  • DOI: doi:10.1007/s00535-012-0552-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular mechanisms for the regulation of Nrf2-mediated cell proliferation in non-small-cell lung cancers (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamadori T, Ishii Y, Homma S, Morishima Y, Kurishima K, Itoh K, Yamamoto M, Minami Y, Noguchi M, Hizawa N
  • 雑誌名: Oncogene 巻: 31 ページ: 4768-4777
  • DOI: doi:10.1038/onc.2011.628
  • 査読あり
• [雑誌論文] Methylation of the KEAP1 gene promoter region in human colorectai cancer (2012)
  • 著者名/発表者名: Hanada N., et al
  • 雑誌名: BMC Cancer 巻: (In press)
  • DOI: 10.1186/1471-2407-12-66
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of Nrf2 in Host Defense against Influenza in Cigarette Smoke-Exposed Mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Yageta Y, Ishii Y, Morishima Y, Masuko H, Ano S, Yamadori T, Itoh K, Takeuchi K, Yamamoto M, Hizawa N
  • 雑誌名: J Virology 巻: 85 ページ: 4679-4690
  • DOI: doi:10.1128/JVI.02456-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nrf2 regulates ferroportin 1-mediated iron efflux and counteracts lipopolysaccharide-induced ferroportin 1 mRNA suppression in macrophages (2011)
  • 著者名/発表者名: Harada N, Kanayama M, Maruyama A, Yoshida A, Tazumi K, Hosoya T, Mimura J, Toki T, Maher JM, Yamamoto M, Itoh K
  • 雑誌名: Arch Biochem Biophys 巻: 508 ページ: 101-109
  • DOI: doi:10.1016/j.abb.2011.02.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Edaravone and caRNosic acid synergistically enhance the expression of nerve growth factor in human astrocytes under hypoxia/reoxygenation (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshida H., et al
  • 雑誌名: Neurosci Res 巻: 69 ページ: 291-298
  • DOI: 10.1016/j.neures.2010.12.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Novel Nrf2-interacting Factor KAP1 Regulates Susceptibility to Oxidaive Stress by promoting the Nrf2-mediated Cytoprotective Response (2011)
  • 著者名/発表者名: Marayama A., et al
  • 雑誌名: Biochemical J 巻: 436 ページ: 387-397
  • DOI: 10.1042/BJ20101748
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nrf2 degron-fused reporter system : a new tool for specific evaluation of Nrf2 inducers (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirotsu Y., et al
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 16 ページ: 406-415
  • DOI: 10.1111/j.1365-2443.2011.01496.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Syinpilin 1-binding protein NUB1 is colocalized with nonfibrillar, proteinase K-resistant α-synuclein in presynapses in Lewy Body disease (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanji K., et al
  • 雑誌名: J Neuropathol Exp Neurol 巻: 70 ページ: 879-889
  • DOI: 10.1097/NEN.0b013e3182303745
  • 査読あり
• [学会発表] 慢性炎症、酸化ストレスとNrf2 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊東健
  • 学会等名: 第35回鉄バイオサイエンス学会学術集会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2011-09-11
• [学会発表] Redox sensitive transcription factor Nrf2 regulates Fpn1-mediatediron efflux and counteracts the inflammation-mediated Fpn1 mRNA suppression (2011)
  • 著者名/発表者名: Itoh K., et al
  • 学会等名: 36^<th> FEBS congress
  • 発表場所: Torino
  • 年月日: 2011-06-27
• [備考]
  • URL: http://www.med.hirosaki-u.ac.jp/~admed/department/index.html