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2014 年度 実績報告書

転写環境制御による代謝応答と酸化ストレス応答のクロストーク

計画研究

研究領域生命素子による転写環境とエネルギー代謝のクロストーク制御
研究課題/領域番号 23116002
研究機関東北大学

研究代表者

本橋 ほづみ  東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (00282351)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2016-03-31
キーワード転写因子 / ストレス応答 / 代謝 / がん
研究実績の概要

[1]NRF2による同化反応制御機構  肝細胞でPI3K-AKT経路とNRF2がともに活性化しているPtenf/f::Keap1f/f::Albumin-Creマウスから内因性のNRF2複合体を精製した。条件の最適化を行った結果、肝臓を最初にホモジナイズする時点でクロスリンク試薬を添加しておくと、複合体が安定に精製できることが明らかになった。今後複合体の構成因子を質量分析により同定する。
[2]代謝物によるNrf2機能の制御機構  脳腫瘍の患者検体の解析から、IDH1遺伝子変異を有する症例ではNRF2の標的遺伝子群の発現レベルが低く、予後が良好であるという結果が得られた。NRF2を過剰に蓄積しているグリオーマ由来の細胞株にIDH1 R132Hを導入すると、その増殖が遅くなり、NRF2の標的遺伝子の発現が低下、さらに、抗がん剤に対する感受性が上昇した。そして、NRF2をノックダウンした場合と同様の代謝プロファイルの変化が認められた(Kanamori et al., Neuro-Oncol 2015)。このことから、IDH1変異分子はNRF2機能を抑制するものと考えられた。そこで、こうした機能が実際の生体内でも観察されるかどうかを調べるために、IDH1 R132Hを全身で過剰発現するトランスジェニックマウスを作成した。独立の4ラインが得られ、各臓器における2ヒドロキシグルタル酸の増加が確認された。これらのマウスの臓器におけるNRF2の標的遺伝子発現レベルを検討したが、野生型と比較して変化は認められなかった。今後、同トランスジェニックマウスに親電子性物質を投与してNRF2を活性化させた場合に、その標的遺伝子発現にどのような違いがみられるかを検討する。また、同マウスをKeap1欠損マウスと交配し、NRF2の過剰状態によるKeap1欠損マウスの表現型に変化があるかどうかを調べる。

現在までの達成度 (区分)
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

マウス肝臓から内因性NRF2の複合体を精製するための条件をほぼ決定することができた。今後質量分析による複合体構成因子の解析を行い、得られる因子の機能解析を実施する。また、NRF2の活性化とエピゲノム変化を調べるためのChIP-sequence解析のサンプル調製が完了した。今後、次世代シーケンサーによる解析を行い、NRF2の活性化がクロマチン構造に及ぼす影響、転写の開始、伸長に及ぼす影響を明らかにする。また、IDH1変異体のテーマでは、トランスジェニックマウスの作成が順調にすすみ、今後解析を進める。平成26年度には、IDH1変異体とNRF2の活性化の関係についての論文がNeuro-Oncology誌に受理された。

今後の研究の推進方策

[1]Nrf2による同化反応制御機構  Ptenf/f::Keap1f/f::Albumin-Cre (PK-Alb)マウスから精製した内因性のNRF2複合体の構成因子を、質量分析により同定する。同定される構成因子の機能解析を行い、NRF2の強力な転写活性化を支えるメカニズムを明らかにする。また、PI3K-AKT経路が活性化してNRF2が強力に活性化しているがん細胞において、ChIP-seq解析を実施し、NRF2に依存したエピゲノム制御を明らかにする。なお、サンプルはすでに調製が完了している。
[2]代謝物によるNrf2機能の制御機構  全身性にIDH1 R132Hを発現するトランスジェニックマウスを解析し、IDH1 R132Hが、KEAP1-NRF2制御系の機能に及ぼす影響を検討する。同トランスジェニックマウスに親電子性物質を投与した場合のNRF2の安定化、標的遺伝子の発現などを指標にNRF2の機能発現の程度を調べる。また、同マウスをKeap1欠損マウスと交配し、NRF2の過剰状態によるKeap1欠損マウスの表現型に変化があるかどうかを調べる。
[3]NML欠損マウスの表現型解析(中間評価以降の追加項目)  リボソームRNA合成を抑制しエネルギー代謝を制御するとされるNMLの生体における機能を調べるために、NML欠損マウスの表現型解析を実施する。また、胎生致死であるという予備的な結果が得られていることから、そのレスキューのためのトランスジェニックマウスを作成し、生体での誘導的NML遺伝子欠損を試みる。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (24件) (うち招待講演 9件)

  • [雑誌論文] Activation of the NRF2 pathway and its impact on the prognosis of anaplastic glioma patients.2015

    • 著者名/発表者名
      Kanamori M*, Higa T, Sonoda Y, Murakami S, Dodo M, Kitamura H, Taguchi K, Shibata T, Watanabe M, Suzuki H, Shibahara I, Saito R, Yamashita Y, Kumabe T, Yamamoto M, Motohashi H*, and Tominaga T.
    • 雑誌名

      Neuro-Oncology

      巻: 17 ページ: 555-565

    • DOI

      10.1093/neuonc/nou282.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] MAFG Is a Transcriptional Repressor of Bile Acid Synthesis and Metabolism.2015

    • 著者名/発表者名
      de Aguiar Vallim TQ, Tarling EJ, Ahn H, Hagey LR, Romanoski CE, Lee RG, Graham MJ, Motohashi H, Yamamoto M, Edwards PA.
    • 雑誌名

      Cell Metab

      巻: 21 ページ: 298-310

    • DOI

      10.1016/j.cmet.2015.01.007.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nrf2 promotes compensatory liver hypertrophy after portal vein branch ligation in mice.2014

    • 著者名/発表者名
      Shirasaki K, Taguchi K, Unno M, Motohashi H, and Yamamoto M
    • 雑誌名

      Hepatology

      巻: 59 ページ: 2371-2382

    • DOI

      10.1002/hep.27020.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reactive cysteine persulfides and S-polythiolation regulate oxidative stress and redox signaling.2014

    • 著者名/発表者名
      Ida T, Sawa T, Ihara H, Tsuchiya Y, Watanabe Y, Kumagai Y, Suematsu M, Motohashi H, Fujii S, Matsunaga T, Yamamoto M, Ono K, Devarie-Baez NO, XianM, Fukuto JM and Akaike T.
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci USA

      巻: 111 ページ: 7606-7611

    • DOI

      doi:10.1073/pnas.1321232111

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transcription factor NF-E2-related factor 1 impairs glucose metabolism in mice.2014

    • 著者名/発表者名
      Hirotsu Y, Higashi C, Fukutomi T, Katsuoka F, Tsujita T, Yagishita Y, Matsuyama Y, Motohashi H, Uruno A, and Yamamoto M.
    • 雑誌名

      Mol Cell Biol

      巻: 19 ページ: 650-665

    • DOI

      10.1111/gtc.12165

    • 査読あり
  • [学会発表] IDH1遺伝子変異によるNRF2機能抑制と代謝リプログラミング2015

    • 著者名/発表者名
      本橋ほづみ
    • 学会等名
      国際高等研究所研究プロジェクト クロマチンデコーディング研究会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-03-21
    • 招待講演
  • [学会発表] ホルムアルデヒド解毒代謝酵素Alcohol Dehyderogenase 3 (ADH3)2015

    • 著者名/発表者名
      井田智章、Md. Morshedul Alam、松永哲郎、藤井重元、居原秀、本橋ほづみ、赤池孝章
    • 学会等名
      第14回分子予防環境医学研究会大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-02-13 – 2015-02-14
  • [学会発表] Functional nexus between Keap1-Nrf2 system and cellular metabolism.2015

    • 著者名/発表者名
      本橋ほづみ
    • 学会等名
      Joint International Symposium on TGF-β Family and Cancer: Signaling Network in Tumor Microenvironment
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2015-01-13
    • 招待講演
  • [学会発表] オートファジー障害に伴う糖、アミノ酸代謝再編成2014

    • 著者名/発表者名
      斉藤哲也、曽友深、和栗聡、藤村務、上野隆、田口恵子、本橋ほづみ、山本雅之、田中啓二、曽我朋義、小松雅明
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [学会発表] Adh3とKeap1-Nrf2制御系の協調作用による酸化ストレス防御機構2014

    • 著者名/発表者名
      本橋ほづみ
    • 学会等名
      基盤S公開シンポジウム「親電子物質のレドックス制御」
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2014-10-27
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトIL-6遺伝子BAC(大腸菌人工染色体)レポーターマウスを用いたin vivoイメージングによる炎症状態モニタリングシステムの開発とその利用2014

    • 著者名/発表者名
      林真貴子、高井淳、于磊、本橋ほづみ、森口尚、山本雅之
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
  • [学会発表] ペルオキシレドキシンによるピルビン酸キナーゼの化成制御は代謝変化および酸化ストレス応答に寄与する2014

    • 著者名/発表者名
      色川隼人、松山由香、本橋ほづみ、岩井健太、久下周佐
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
  • [学会発表] 活性システインパーサフファイドとS-ポリチオレーションが酸化ストレスを制御する2014

    • 著者名/発表者名
      井田智章、澤智裕、居原秀、土屋幸弘、渡邊泰男、熊谷嘉人、本橋ほづみ、藤井重元、松永哲郎、山本雅之、Ming Xian、Jon Fukuto、赤池孝章
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
  • [学会発表] 生体防御における転写因子Nrf2とグルタチオン依存性ホルムアルデヒド脱水素酵素Adh3による協調作用2014

    • 著者名/発表者名
      後藤まき、北村大志、井田智章、澤智裕、赤池孝章、長谷場健、秋元敏雄、山本(高野)照子、山本雅之、本橋ほづみ
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
  • [学会発表] Nrf2の制御破綻が引き起こす肝病態2014

    • 著者名/発表者名
      田口恵子、本橋ほづみ、山本雅之
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-10-15
  • [学会発表] Megakaryocyte differentiation and platelet production regulated by CNC transcription factor family.2014

    • 著者名/発表者名
      本橋ほづみ
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会 シンポジウム
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-10-15
    • 招待講演
  • [学会発表] Keap1-Nrf2 system for redox regulation and metabolic reprogramming in cancers2014

    • 著者名/発表者名
      本橋ほづみ
    • 学会等名
      第73回日本癌学会学術総会 コアシンポジウム”Cancer cell metabolism and cellular senescence”
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-27
    • 招待講演
  • [学会発表] Nrf2の制御破綻が引き起こす肝病態2014

    • 著者名/発表者名
      田口恵子、本橋ほづみ、山本雅之
    • 学会等名
      第73回日本癌学会学術総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] Keap1-Nrf2制御系によるストレス応答と細胞増殖制御2014

    • 著者名/発表者名
      本橋ほづみ
    • 学会等名
      第157回日本獣医学会学術集会 日本比較薬理学・毒性学会シンポジウム「細胞保護機構の多面性」
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-09-10
    • 招待講演
  • [学会発表] IDH1遺伝子変異がもたらすNRF2機能への影響の解析2014

    • 著者名/発表者名
      北村大志、百々美奈、比嘉剛志、金森政之、本橋ほづみ
    • 学会等名
      新学術領域研究「転写代謝システム」領域班会議
    • 発表場所
      秋保
    • 年月日
      2014-07-11 – 2014-07-13
  • [学会発表] 転写因子Nrf2とグルタチオン依存性ホルムアルデヒド脱水素酵素Adh3による協調的生体防御機構2014

    • 著者名/発表者名
      後藤まき、北村大志、澤智裕、赤池孝章、長谷場健、秋元敏雄、山本照子、山本雅之、本橋ほづみ
    • 学会等名
      新学術領域研究「転写代謝システム」領域班会議
    • 発表場所
      秋保
    • 年月日
      2014-07-11 – 2014-07-13
  • [学会発表] 造血幹細胞におけるKeap1-Nrf2制御系の役割の解明2014

    • 著者名/発表者名
      村上昌平、山本雅之、本橋ほづみ
    • 学会等名
      新学術領域研究「転写代謝システム」領域班会議
    • 発表場所
      秋保
    • 年月日
      2014-07-11 – 2014-07-13
  • [学会発表] ヒトIL-6 遺伝子BAC(大腸菌人工染色体)レポーターマウスを用いたin vivoイメージングによる炎症状態モニターリングシステムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      林真貴子、高井淳、Yu Lei、本橋ほづみ、森口尚、山本雅之
    • 学会等名
      新学術領域研究「転写代謝システム」領域班会議
    • 発表場所
      秋保
    • 年月日
      2014-07-11 – 2014-07-13
  • [学会発表] 新たな治療標的としてのNrf2によるストレス応答と代謝制御2014

    • 著者名/発表者名
      本橋ほづみ
    • 学会等名
      第19回日本がん分子標的治療学会 シンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2014-06-26
    • 招待講演
  • [学会発表] Contribution of a transcription factor NF-E2 to megakaryocyte differentiation and platelet production.2014

    • 著者名/発表者名
      本橋ほづみ
    • 学会等名
      第36回日本血栓止血学会 SPCシンポジウム2014
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2014-05-29
    • 招待講演
  • [学会発表] Transcriptional regulation driving megakaryocyte maturation and platelet production.2014

    • 著者名/発表者名
      本橋ほづみ
    • 学会等名
      IIAS Research Conference 2014 and IIAS Lecture 2014 “Chromatin Decoding”
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-05-12 – 2014-05-15
    • 招待講演
  • [学会発表] 肝毒性物質に応答した肝保護にはたらくNrf2の役割2014

    • 著者名/発表者名
      田口恵子、本橋ほづみ、山本雅之
    • 学会等名
      日本生化学会東北支部例会
    • 発表場所
      秋田
    • 年月日
      2014-05-10
  • [学会発表] Keap1-Nrf2制御系の造血幹細胞における役割の解明2014

    • 著者名/発表者名
      村上昌平、山本雅之、本橋ほづみ
    • 学会等名
      日本生化学会東北支部例会
    • 発表場所
      秋田
    • 年月日
      2014-05-10
  • [学会発表] ADH3とNRF2によるGSH依存的な協調作用2014

    • 著者名/発表者名
      後藤まき、長谷場健、山本照子、山本雅之、本橋ほづみ
    • 学会等名
      日本生化学会東北支部例会
    • 発表場所
      秋田
    • 年月日
      2014-05-10

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公開日: 2016-06-01  

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