αBクリスタリンの神経組織蓄積機構の解明

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13877126
• 研究機関: 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所
• 研究代表者: 加藤 兼房 愛知県心身障害者コロニー・発達障害研, 究所・生化学部, 部長 (50022801)
• 研究分担者: 伊東 秀記 愛知県心身障害者コロニー・発達障害研, 究所・生化学部, 研究員 (40311443) ; 稲熊 裕 愛知県心身障害者コロニー・発達障害研, 究所・生化学部, 主任研究員 (10250250)
• キーワード: αBクリスタリン / Hsp27 / リン酸化 / HSF / プロテアソーム / デスミン関連筋症 / 細胞内封入体 / 細胞死

研究概要

I)プロテアソーム阻害剤(MG-132)に対するHsp27とαBクリスタリンの応答を、ヒトグリオーマ細胞U373MGおよびU251MGを用いて解析し、以下の結果を得た。
(1)MG-132で誘発される両シャペロンの誘導および不溶性分画への蓄積とユビキチン化蛋白質の蓄積は、細胞内封入体の形成をもたらし、細胞死を引き起こした。
(2)しかし、シクロヘキシミドなどの蛋白合成阻害剤を共存させると、熱ショック因子(HSF)の活性化が阻止され、不要性分画への上記蛋白質の蓄積と封入体形成が阻止されて細胞死が一時的に防御された。
(3)逆に、MG-132によるHSFの活性化を促進する作用のあるlipoxygenaseの阻害剤、nordihydroguaiaretic acid (NDGA)を共存させると、両シャペロンの不溶性分画への蓄積とユビキチン化蛋白質の蓄積が増加した。NDGA単独では上記の作用は認められなかった。
以上の結果より、プロテアソーム阻害剤によるαBクリスタリンおよびHsp27の不溶性分画への蓄積はHSFの活性化が密接に関与していることが示唆された。
II)デスミン関連ミオパシー患者の一家系で報告されているαBクリスタリンの変異体であるR120GαBクリスタリンの哺乳動物細胞内における性質について解析した。一過性に発現させたR120GαBクリスタリンは、主に細胞成分の不溶性画分に存在し、細胞内で複数の封入体を形成していること、そして、Hsp27を共発現することでその封入体形成を阻止できることを明らかにした。
III)αBクリスタリンと相互作用する蛋白質を同定するためyeast two-hybrid法によるスクリーニングを開始した。これまでに複数の陽性クローンを得て、それらの全長cDNAを取得し、結合ドメインの解析、組換え蛋白質の精製、培養細胞での発現などを現在行っている。
IV)プロテアソーム阻害剤のラクタシスチンをラット脳室内に連続投与したが、Hsp27は局所的に誘導されてくるが、αBクリスタリンの脳内沈着は観察されなかった。

研究成果

• [文献書誌] Tanabe, K.: "Contrasting effects of midazolam on induction of heat shock protein 27 by vasopressin and heat in aortic smooth muscle cells"J. Cell Biochem.. 84. 39-46 (2002)
• [文献書誌] Hatakeyama, D.: "Upregulation by retinoic acid of transforming growth factor-beta-stimulated heat shock proten 27 induction in osteoblasts : involvement of mitogen-activated protein kinases"Biochim. Biophys. Acta. 1589. 15-30 (2002)
• [文献書誌] Tokuda, H: "Mechanism of prostagrandin E2-stimulated heat shock protein 27 induction in osteoblast-like MC3T3-E1 cells"Endocrinol. 172. 271-281 (2002)
• [文献書誌] Ito, H.: "Inhibition of proteasomes induces accumulation, phosphorylation and recruitment of HSP27 and αB-crystallin to aggresomes"J. Biochem.. 131. 593-603 (2002)
• [文献書誌] Wang, H.: "Biochemical changes in the central nervous system of rats exposed to 1-bromopropane for seven days"Toxicol. Sci.. 67. 114-120 (2002)
• [文献書誌] Yamauchi, S.: "Phosphorylation of neuroglycan C, a brain-specific transmembrane chondroitin sulfate proteoglycan, and its localization in the lipid rafts"J. Biol. Chem.. 277. 20583-20590 (2002)
• [文献書誌] Hirade, K.: "Thrombin stimulates dissociation and induction of HSP27 via p38 MAPK in vascular smooth muscle cells"Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol.. 283. H941-H948 (2002)
• [文献書誌] Kato, K.: "Innervation-dependent phosphorylation and accumulation of αB-crystallin and Hsp27 as insoluble complexes in disused muscle"FASEB J.. 16. 1432-1434 (2002)
• [文献書誌] Kozawa, O.: "Specific induction of heat shock protein 27 by glucocorticoid in osteoblasts"J. Cell. Biochem.. 86. 357-364 (2002)
• [文献書誌] Katoh-Semba, R.: "Riluzole enhances expression of brain-derived neurotrophic factor with consequent proliferation of granule precursor cells in the rat hippocampus"FASEB J.. 16. 1328-1330 (2002)
• [文献書誌] 伊東秀記: "Heat Shock Protein (HSP)の薬理学への応用:低分子量HSPと細胞内タンパク質凝集体(加藤兼房編)"日本薬理学会誌. 6 (2003)
• [文献書誌] Kato, K.: "Expression and phosphorylation of mammalian small heat shock proteins. in Small Stress Proteins. Progress in Molecular and Subcellular Biology vol 28 (eds. A-P.Arrigo, W.E.G.Muller)"Springer Verlag, Heidelberg. 22 (2002)