酸化ストレスに応答する転写制御の分子機構の解明

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17390088
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 山本 雅之 筑波大学, 大学院人間総合科学研究科, 教授 (50166823)
• キーワード: 発がん防御 / GATA-1 / GATA-2 / Nrf2 / Keap1 / 血病 / 酸化ストレス / 化学発がん

研究概要

本年度は以下の実験を実施した
1)Nrf2に相互作用する因子の同定
昨年度,Nrf2に特異的に相互作用する因子としてBAF53を同定したが,今回そのBAF53を含むクロマチン構造変換複合体の中心サブユニットであるBRG1がNrf2と相互作用することを免疫沈降により見いだした.BRG1のノックダウンおよび一過性過剰発現の実験から,BRG1はHO-1遺伝子の発現を選択的に増強させることがわかった.さらに.HO-1遺伝子の発現増強には,BRG1によるHO-1遺伝子プロモーター付近のZ-DNA形成が重要であることを明らかにした.現在,Nrf2転写制御メカニズムを解析するため,FLAG標識を連結したNrf2,N末端の転写活性化ドメインNeh4およびNeh5の欠損変異体,および各種アミノ酸変異体を,テトラサイクリン誘導性に発現する細胞株を構築したので,これらの細胞株を用いて,Nrf2と相互作用因子との結合能,転写活性化への影響を解析している.
2)Nrf2が転写応答する場の同定および解析
Nrf2の転写応答における相互作用因子の影響を調べるために,TRRAP(昨年度相互作用分子として同定)およびBRG1のノックダウン細胞を作成し,Nrf2標的遺伝子座へのリクルートをクロマチン免疫沈降法により検討した.TRRAPノックダウン細胞では,Nrf2の標的配列へのリクルートが増強していたが,BRG1ノックダウン細胞では,Nrf2結合への影響は認められなかった.一方Nrf2ノックダウンによりBRG1のリクルートは消失した.現在,上記テトラサイクリン誘導性Nrf2発現細胞を用いて,Nrf2標的遺伝子座へのNrf2および相互作用因子のリクルートを検討している.さらに,Nrf2およびFLAGに対する抗体を用いて,Nrf2変異体の核内局在を検討している.
3)DEMに応答するレポーター遺伝子の作成
RNAiライブラリーを用いてNrf2の親電子性物質応答に関与する因子をスクリーニングするために、ヒトまたはマウスNOO1およびHO-1遺伝子のNrf2標的配列を含むプロモーター領域に緑色蛍光タンパク質遺伝子(GFP)またはチミジンキナーゼ遺伝子を連結したレポーター構築を作製した.これらレポーター構築を安定導入した細胞を作製後、スクリーニングを開始する.

研究成果

• [雑誌論文] Tissue Prx I in the protection against Fe-NTA and the reduction of nitroxyl radicals. (2006)
  • 著者名/発表者名: Uwayama J, Hirayama A, Yanagawa T, Warabi E, Sugimoto R, Itoh K, Yamamoto M, Yoshida H, Koyama A, Ishii T.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 339(1) ページ: 226-231
• [雑誌論文] A crucial role of Nrf2 in vivo in defense against oxidative damage by an environmental pollutant, pentachlorophenol. (2006)
  • 著者名/発表者名: Umemura T, Kuroiwa Y, Kitamura Y, Ishii Y, Kanki K, Kodama Y, Itoh K, Yamamoto M, Nishikawa A, Hirose M.
  • 雑誌名: Toxicol Sci 90(1) ページ: 111-119
• [雑誌論文] Nrf2 is a critical regulator of innate immune response and survival during experimental sepsis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Thimmulappa RK, Lee H, Rangasamy T, Reddy SP, Yamamoto M, Kensler TW, Biswal S.
  • 雑誌名: J Clin Invest 116(4) ページ: 984-995
• [雑誌論文] Predictive base substitution rules that determine the binding and transcriptional specificity of Maf recognition elements. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto T, Kyo M, Kamiya T, Tanaka T, Engel JD, Motohashi M, Yamamoto M.
  • 雑誌名: Genes Cells 11(6) ページ: 575-591
• [雑誌論文] MafG sumoylation is required for active transcriptional repression. (2006)
  • 著者名/発表者名: Motohashi H, Katsuoka F, Miyoshi C, Uchimura Y, Saitoh H, Francastel C, Engel JD, Yamamoto M.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 26(12) ページ: 4652-4663
• [雑誌論文] Nrf2 controls bone marrow stromal cell susceptibility to oxidative and electrophilic stress. (2006)
  • 著者名/発表者名: Zhu H, Zhang L, Itoh K, Yamamoto M, Ross D, Trush MA, Zweier JL, Li Y
  • 雑誌名: Free Rad Biol Med 41(1) ページ: 132-143
• [雑誌論文] Dimerization of substrate adaptors can facilitate cullin-mediated ubiquitylation of proteins by a 'tethering' mechanism : A two-site interaction model for the Nrf2-Keapl complex. (2006)
  • 著者名/発表者名: McMahon MJ, Thomas N, Itoh K, Yamamoto M, Hayes JD.
  • 雑誌名: J Biol Chem 281(34) ページ: 24756-24768
• [雑誌論文] Negative regulation of Nrf1 (nuclear factor-erythroid 2 p45-related factor 1) its N-terminal domain is independent of Keapl : The Nrf1 and Nrf2 transcription factors are located to different sub-cellular compartments and are negatively controlled by distinct mechanisms. (2006)
  • 著者名/発表者名: Zhang Y, Crouch DH, Yamamoto M, Hayes JD.
  • 雑誌名: Biochem J 399 ページ: 373-385
• [雑誌論文] BRG1 Interacts with Nrf2 to selectively mediate HO-1 induction in response to oxidative stress. (2006)
  • 著者名/発表者名: Zhang J, Ohta T, Maruyama A, Hosoya T, Nishikawa K, Maher JM, Shibahara S, Itoh K, Yamamoto M.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol. 26(21) ページ: 7942-7952
• [雑誌論文] Unique and overlapping transcriptional roles of Arnt (Arylhydrocarbon receptor nuclear translocator) and Arnt2 in xenobiotic and hypoxic responses. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sekine H, Mimura J, Yamamoto M, Fujii-Kuriyama Y.
  • 雑誌名: J Biol Chem 281(49) ページ: 37507-37516