新規血管伸長制御因子KCTD proteinの機能解析

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K18421
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 坂上 倫久 愛媛大学, 医学系研究科, 助教(特定教員) (20709266)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 血管新生 / CUL3 / ユビキチン / 細胞骨格 / 細胞運動 / Rho

研究実績の概要

これまで我々は、血管新生バランス制御因子としてCUL3 (Cullin3)を同定している。CUL3は基質受容体であるBTBドメインを持つタンパク質(BTBP)と相互作用することで標的基質を認識し、主にリジン残基をユビキチン化することでタンパク質分解や機能変化を起こすことが知られる。今回我々は、ヒトで183種あると言われるBTBPのうち、血管新生に重要な役割を果たすBTBPとしてKCTDを同定した。さらにCUL3-KCTDが標的とする基質タンパク質を見出すために、無細胞タンパク質合成系を駆使したヒト２万タンパク質アレイを用いてスクリーニング実験を実施したところ、KCTDに直接結合するタンパク質としてRho活性制御タンパク質の同定に成功した。このタンパク質は、KCTDあるいはCUL3発現抑制により細胞内に蓄積すること、また過剰発現により血管新生が完全に阻害されることから、血管新生のnegative regulatorであることが判明した。生体内におけるKCTDの機能と血管新生における役割を明らかにするため、KCTDタンパク質を欠損させたマウスの作成を試みた。しかし全身性のKCTD欠損動物は胎生致死となるため、血管内皮細胞特異的にかつ薬剤誘導依存的に、KCTDを欠損できるコンディショナルノックアウトマウスの作成を進めている。本結果は、英語学術論文および学会を通じて発表し、今後も引き続き研究成果の発表を継続する予定である。

研究成果

• [国際共同研究] Vrije Universiteit University/Sanquin Research/Erasmus University Medical Center(Netherlands)
  • 国名: オランダ
  • 外国機関名: Vrije Universiteit University/Sanquin Research/Erasmus University Medical Center
• [雑誌論文] Cullin 3 regulates ADAMs-mediated ectodomain shedding of amphiregulin. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakayama H, Sakaue T, Maekawa M, Fujisaki A, Higashiyama S
  • 雑誌名: Biochemical and biophysical research communications 巻: 499 ページ: 17-23
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.03.097
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Cullin-3-Rbx1-KCTD10 complex controls endothelial barrier function via K63 ubiquitination of RhoB. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kovaｃeviｃ I, Sakaue T, Majole J, Pronk MC, Maekawa M, Geerts D, Fernandez-Borja M, Higashiyama S, Hordijk PL
  • 雑誌名: The Journal of cell biology 巻: 217 ページ: 1015-1032
  • DOI: 10.1083/jcb.201606055
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Neddylated Cullin 3 is required for vascular endothelial-cadherin-mediated endothelial barrier function. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sakaue T, Fujisaki A, Nakayama H, Maekawa M, Hiyoshi H, Kubota E, Joh T, Izutani H, Higashiyama S
  • 雑誌名: Cancer science 巻: 108 ページ: 1349-7006
  • DOI: 10.1111/cas.13133
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The CUL3-SPOP-DAXX axis is a novel regulator of VEGFR2 expression in vascular endothelial cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sakaue T, Sakakibara I, Uesugi T, Fujisaki A, Nakashiro KI, Hamakawa H, Kubota E, Joh T, Imai YK, Izutani H, Higashiyama S
  • 雑誌名: Scientific reports 巻: 7 ページ: 42845
  • DOI: 10.1038/srep42845
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cullin-3 and its adaptor protein ANKFY1 determine the surface level of integrin β1 in endothelial cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Maekawa M, Tanigawa K, Sakaue T, Hiyoshi H, Kubota E, Joh T, Watanabe Y, Taguchi T, Higashiyama S
  • 雑誌名: Biology open 巻: 6 ページ: 1707-1719
  • DOI: 10.1242/bio.029579
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prospect of divergent roles for the CUL3 system in vascular endothelial cell function and angiogenesis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sakaue T, Maekawa M, Nakayama H, Higashiyama S
  • 雑誌名: Journal of biochemistry 巻: 162 ページ: 237-245
  • DOI: 10.1093/jb/mvx051
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 新規CUL3複合体による血管新生制御機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 坂上倫久、前川大志、藤崎亜耶子、高橋宏隆、澤崎達也、泉谷裕則、東山繁樹
  • 学会等名: 第25回日本血管生物医学会学術集会
• [学会発表] NEDD8化シグナル伝達経路は血管内皮細胞運動を制御する (2017)
  • 著者名/発表者名: 坂上倫久、前川大志、藤崎亜耶子、高橋宏隆、澤崎達也、泉谷裕則、東山繁樹
  • 学会等名: ConBio2017
• [学会発表] "肺癌細胞におけるProgrammed Death-Ligand 1（PD-L1）の細胞内タンパク質代謝機序 (2017)
  • 著者名/発表者名: 坂上倫久、藻莉優、坂尾伸彦、岡崎幹生、 重松久之、東山繁樹、佐野由文、泉谷裕則
  • 学会等名: 第58回日本肺癌学会学術集会
• [学会発表] The essential roles of Cullin 3-based E3 ubiquitin ligase complex in vascular endothelial cell function and angiogenesis (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomohisa Sakaue, Shigeki Higashiyama
  • 学会等名: Academic Exchanges Forum Between DMU & AIDAI
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Neddylated Cullin 3 is required for vascular endothelial-cadherin-mediated endothelial barrier function. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomohisa Sakaue, Ayako Fujisaki, Masashi Maekawa, Hironori Izutani, Shigeki Higashiyama
  • 学会等名: Protein Island Matsuyama 2017
  • 国際学会
• [学会発表] The roles of CUL3-based E3 ligase in vascular endothelial cells (2017)
  • 著者名/発表者名: 坂上 倫久
  • 学会等名: 第２回秋期特別日本血管生物医学会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 血管新生制御を担うCul3-based E3 ubiquitin ligaseの機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 坂上倫久、藤崎亜耶子、前川大志、高橋宏隆、澤崎達也、泉谷裕則、東山繁樹
  • 学会等名: 第22回日本病態プロテアーゼ学会学術集会
• [備考] 愛媛大学 プロテオサイエンスセンター 細胞増殖・腫瘍制御部門
  • URL: https://www.m.ehime-u.ac.jp/school/biochem2/
• [備考] 愛媛大学大学院 医学系研究科 心臓血管・呼吸器外科
  • URL: https://www.m.ehime-u.ac.jp/school/surgery2/
• [産業財産権] 新規ユビキチンリガーゼ及びその利用方法 (2017)
  • 発明者名: 東山繁樹、坂上倫久
  • 権利者名: 東山繁樹、坂上倫久
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: Ｐ１７ＥＵ００１