クロマチン構造変換因子ARIP4による心筋細胞分化制御機構の解明

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K07254
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 土屋 惠 大阪大学, 生命機能研究科, 特任助教(常勤) (00390691)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 心筋分化誘導 / 心筋細胞 / クロマチン構造変換 / 心筋緻密化障害

研究実績の概要

前年度までのES細胞を用いた心筋分化誘導系の解析結果において、クロマチン構造変換因子ARIP4の欠失または変異体の過剰発現依存的に心筋分化誘導因子群の発現が変化し、ARIP4が心臓発生の初期段階からクロマチン構造変換を介した機能により心筋分化を制御していることが明らかとなった。そこでARIP4のクロマチン上での制御機構を明らかにするために、まず初めにヒト培養細胞を用いてChIP-seqを行った。ゲノムワイドにARIP4の結合をみた結果、ARIP４は全ゲノムに対して約5000カ所の結合が見られ、それらの領域の80%以上がプロモーター領域に結合することが明らかとなった。この結果はARIP4がプロモーター領域において標的遺伝子の発現制御に関わっていることを強く示唆する。この領域でARIP4が心筋分化に関わる転写因子と共に発現制御を行っていることが予測されたため、さらに心筋特異的ARIP4ノックアウトマウスの胎児心臓組織を用いてRNA-seqを行った。野生型マウスの遺伝子発現と比較しARIP4標的遺伝子の候補を検索したところ、優位にNotch1シグナル経路の複数の因子の変動がみられ、Notch1シグナル経路に異常が生じていることが明らかとなった。この結果からARIP4が心筋分化の過程においてNotch1シグナル経路の制御を行っており，ARIP4の欠失によりそのシグナル経路に異常が生じる可能性が考えられる。さらに我々のARIP4ノックアウトマウスでは特に肉柱心筋の増殖が大きく障害されており、ARIP4の欠失により肉柱形成に重要な心内膜と心筋間の情報伝達を担うNotch1および Notch1関連因子の機能に異常が生じた結果と考えられる。今後培養細胞で見られた、ARIP4標的遺伝子のNotch1シグナル活性化への関与を検討するとともに、その発現制御の分子メカニズムを明らかにしていく。

研究成果

• [雑誌論文] p62/SQSTM1 promotes rapid ubiquitin conjugation to target proteins after endosome rupture during xenophagy (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya Megumi, Hidesato Ogawa, Koujin Takako, Mori Chie, Osakada Hiroko, Kobayashi Shouhei, Hiraoka Yasushi, Haraguchi Tokuko
  • 雑誌名: FEBS Open Bio. 巻: 8(3) ページ: 470-480
  • DOI: 10.1002/2211-5463.12385
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ad4BP/SF-1 regulates cholesterol synthesis to boost the production of steroids (2018)
  • 著者名/発表者名: Baba Takashi , Otake Hiroyuki , Inoue Miki ,Sato Tetsuya , Ishihara Yasuhiro, Moon Ju-Yeon, Tsuchiya Megumi, Miyabayashi Kanako , Ogawa Hidesato, Shima Yuichi , Wang Lixiang , Sato Ryuichiro , Yamazaki Takeshi , Suyama Mikita , Nomura Masatoshi ,Choi Man Ho, Ohkawa Yasuyuki, Morohashi Ken-ichirou
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 1 ページ: 18
  • DOI: 10.1038/s42003-018-0020-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Depletion of autophagy receptor p62/SQSTM1 enhances the efficiency of gene delivery in mammalian cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Hidesato Ogawa, Megumi Tsuchiya, Takako Koujin, Chie Mori, Hiroko Osakada, Kento Watanabe, Shouhei Kobayashi, Yasushi Hiraoka, Tokuko Haraguchi
  • 学会等名: 第70回細胞生物第51回発生生物合同大会
• [学会発表] オートファジーレセプターp62/SQSTM1 を標的とした効果的な遺伝子導入法の確立 (2018)
  • 著者名/発表者名: 土屋 惠, 小川英知, 渡邊 賢人,荒神 尚子, 小林 昇平, 森 知栄, 小坂田 裕子, 平岡 泰, 原口 徳子
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [備考] 大阪大学大学院生命機能研究科細胞核ダイナミクス研究室ホームページ
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/hiraoka/index.html