研究課題
本研究では、核内に限局した糖代謝酵素群のメチル化修飾が同一のアルギニンメチル化酵素PRMT1によって制御される意義およびそのメカニズムを解明することで、核内特異的修飾が細胞内のエネルギー代謝を制御する仕組みを明らかにすることを目的とする。本年度は、PRMT1の各バリアントの細胞内局在を検討した。その結果、マクロファージ分化系においてはv1バリアントのみが核内に存在することが明らかとなった。また、細胞内メチオニン代謝をコントロールする方法として、メチオニンおよびコリン欠乏培地を用いて解糖系酵素のメチル化パターンを変化させる技術を開発した。メチオニン・コリン欠乏培地で各種培養細胞を培養すると解糖系酵素のメチル化が増加し、その際PRMT1の核内発現量が増加していることが分かった。また、メチオニン代謝ががん細胞の増殖にどのように影響するかを検討するために、ゼノグラフト移植した免疫不全マウスにS-アデノシルメチオニン誘導体を経時的に導入したモデルでは、対照群に対し、腫瘍の増殖が早いことがわかった。この際、取り出した腫瘍を調べると核内のPRMT1発現量が低く、解糖系酵素群のメチル化レベルも低下していることがわかった。これらの結果から、細胞内のメチオニン代謝変動がPRMT1の核-細胞質のシャトリングに作用しする重要な制御ポイントであることが明らかとなった。
2: おおむね順調に進展している
今年度は、PRMT1の細胞内局在の調査を行なった。そのなか、培地組成を変えることにより細胞内メチオニン代謝を変化させ解糖系酵素のメチル化レベルを変化させる技術を確立した。この技術によりメチオニン代謝の変化はPRMT1の核-細胞質のシャトリングに影響することを明らかにした。恐らくこれはPRMT1の自己メチル化によることを示唆しする。今後、この技術は細胞内の解糖系酵素のメチル化制御解析に重要なツールであり、現時点で研究の進捗状況についてはほぼ順調に進行しているものと考える。
PRMT1の一次配列上には明確な核移行シグナル（NLS）が存在しないものの、alternative splicing valiantであるPRMT1-v2には核外移行シグナル(NES)類似の配列が存在する。マクロファージ分化系モデルでは細胞質、膜画分にはv1-v4の発現が認められるが、核内にはv1の発現のみが見られた。よって、核内における解糖系酵素のメチル化修飾制御はv1バリアントの核移行能に着目して解析すればよい。今後は（１）昨年度構築したEGFP-PRMT1融合コンストラクトを各種細胞内に導入し、細胞分化や様々なストレスを与えた際のPRMT1の細胞内局在の変化を追跡し、そのメカニズムをしらべる。（２）（１）から得られた知見を基に人為的にPRMT1の核内発現量を調節した細胞を作製し、細胞内の解糖系活性化能について検討する。糖代謝fluxについては13C-標識したグルコースを用いたメタボローム解析を施行する。また併せて、増殖能、ROS産生量、酸素消費量などの測定を行ない、核内における解糖系酵素のアルギニンメチル化修飾が細胞全体の代謝系にどのように影響するかを調べる。
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Microcirculation
巻: 23 ページ: 183-190
0.1111/micc.12253 2016
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http://www.gasbiology.com/
