修飾ヌクレオシドを基軸とする新規ヌクレオシドシグナルの解明

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H02599
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 魏 范研 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (90555773)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: RNA / 化学修飾 / 受容体 / GPCR

研究実績の概要

ヌクレオシドはRNAの構成成分であると同時に、幅広い生理作用を有するシグナル因子でもある。これまでの研究はアデノシンやATPを中心に展開され、受容体やシグナル経路の同定により現在円熟期を迎えている。しかし近年、RNA中のヌクレシドに多種多様な化学修飾が見出され、内在性ヌクレオシドは従来の概念よりはるかに複雑であることが明らかになってきた。我々はこれまでにRNA修飾の破綻が２型糖尿病など様々な疾患の発症に繋がることを明らかにした。最近、RNAが細胞内で代謝・分解された後、化学修飾されていたヌクレオシドが修飾を含んだまま細胞外や血中に分泌されることを見出した。本研究は、修飾ヌクレオシドと結合するGPCRの網羅的なスクリーニングならびに細胞内情報伝達機構の解明を通して、ヌクレオシドの新たな生理作用の解明を目的とする。
平成30年度において、Shedding Assay法を用いてメチルアデノシンがアデノシンA3受容体を特異的に活性化できることを発見した。さらに、メチルアデノシン刺激がERKやAKTといった細胞内シグナル伝達経路を活性化することを明らかにした。平成31年度において、メチルアデノシンの生理作用について、A3受容体を多く発現し、アレルギー反応に重要である肥満細胞に着目し、メチルアデノシンの作用を検討した。具体的には、肥満細胞の株細胞にメチルアデノシンを投与し、アレルギー反応の一種である脱顆粒反応を検討した。その結果、メチルアデノシンは肥満細胞の脱顆粒反応を促進したことが明らかになった。さらに、メチルアデノシンをマウスに注射し、アレルギー反応を検討した結果、個体においてもメチルアデノシンがアレルギー反応を促進したことが認められた。これらの結果から、RNAに由来するメチルアデノシンはA3受容体を介して、アレルギー促進効果を有する液性因子であることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成31(令和１）年度において、前年度で同定したメチルアデノシの受容体情報をもとに生理機能解析を行い、培養細胞と動物個体においてアレルギー促進効果を有することを見いだし、当初の計画通りに順調に進展しているため。

今後の研究の推進方策

今後は、メチルアデノシンによるA3受容体の活性化の分子機序を明らかにするため、A3受容体とメチルアデノシンとの結合様式について、in silicoと立体結晶構造の両面から解析を進める。また、メチルアデノシンの分泌機構についても検討を進める予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Impaired bile acid metabolism with defectives of mitochondrial-tRNA taurine modification and bile acid taurine conjugation in the taurine depleted cats (2020)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki T, Sasaki SI, Toyoda A, Wei FY, Shirai M, Morishita Y, Ikegami T, Tomizawa K, Honda A.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 10 ページ: 4915
  • DOI: 10.1038/s41598-020-61821-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Movement of accessible plasma membrane cholesterol by the GRAMD1 lipid transfer protein complex (2019)
  • 著者名/発表者名: Naito T, Ercan B, Krshnan L, Triebl A, Koh DHZ, Wei FY, Tomizawa K, Torta FT, Wenk MR, Saheki Y.
  • 雑誌名: Elife 巻: 8 ページ: e51401
  • DOI: 10.7554/eLife.51401.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 2-Methylthio Conversion of N6-Isopentenyladenosine in Mitochondrial tRNAs by CDK5RAP1 Promotes the Maintenance of Glioma-Initiating Cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto T, Fujimura A, Wei FY, Shinojima N, Kuroda JI, Mukasa A, Tomizawa K.
  • 雑誌名: iScience 巻: 21 ページ: 42-56
  • DOI: 10.1016/j.isci.2019.10.012.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mammalian NSUN2 introduces 5-methylcytidines into mitochondrial tRNAs. (2019)
  • 著者名/発表者名: Shinoda S, Kitagawa S, Nakagawa S, Wei FY, Tomizawa K, Araki K, Araki M, Suzuki T, Suzuki T.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 47 ページ: 8734-8745
  • DOI: 10.1093/nar/gkz575.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Regulation of growth hormone biosynthesis by Cdk5 regulatory subunit associated protein 1-like 1 (CDKAL1) in pituitary adenomas. (2019)
  • 著者名/発表者名: Takesue Y, Wei FY, Fukuda H, Tanoue Y, Yamamoto T, Chujo T, Shinojima N, Yano S, Morioka M, Mukasa A, Kuratsu J, Tomizawa K.
  • 雑誌名: Endocr J. 巻: 66 ページ: 807-816
  • DOI: 10.1507/endocrj.EJ18-0536.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Noninvasive diagnosis of TRIT1-related mitochondrial disorder by measuring i6 A37 and ms2 i6 A37 modifications in tRNAs from blood and urine samples. (2019)
  • 著者名/発表者名: Takenouchi T, Wei FY, Suzuki H, Uehara T, Takahashi T, Okazaki Y, Kosaki K, Tomizawa K.
  • 雑誌名: Am J Med Genet A. 巻: 179 ページ: 1609-1614
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.61211.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mitochondrial localization of PABPN1 in oculopharyngeal muscular dystrophy. (2019)
  • 著者名/発表者名: Doki T, Yamashita S, Wei FY, Hara K, Yamamoto T, Zhang Z, Zhang X, Tawara N, Hino H, Uyama E, Kurashige T, Maruyama H, Tomizawa K, Ando Y.
  • 雑誌名: Lab Invest. 巻: 99 ページ: 1728-1740
  • DOI: 10.1038/s41374-019-0243-8.
  • 査読あり / オープンアクセス