小胞体ストレスによる病態発症とその防御策探究

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21659043
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 小林 麻己人 筑波大学, 医学医療系, 講師 (50254941)
• キーワード: 小胞体ストレス / 病態モデル / 遺伝学 / ストレスモニター / ゼブラフィッシュ

研究概要

本研究の目的は、動物モデルを用いて小胞体ストレスによる病態発症機構の全体像を解明し、病態改善に向けた戦略を探ることである。具体的には、ゼブラフィッシュを活用する。異常タンパク質が小胞体内に蓄積すると、細胞の生存が脅かされる。細胞はこれを回避するために小胞体ストレス応答を起こす。最近、糖尿病や神経変性疾患に対する小胞体ストレスの関与が明らかとなってきたが、優れた動物モデルが少なく、その病態発症機序については不明な点が多かった。私たちは、以前の研究で、小胞体ストレスを自然発症する病態モデル動物の開発に成功しており、これを用いた解析を進めた。
昨年度に引き続き、小胞体ストレスにより活性化する生体防御システムNrf2に着目した。Nrf2は酸化ストレス防御の主役因子であり、小胞体ストレスとの関連性が注目される。本年度は、昨年度作製したNrf2変異ゼブラフィッシュを活用し、次の3点を達成した。
1Nrf2変異系統の致死性を解析した。ヘテロ変異だけでなく、ホモ変異個体も正常に成長し、生殖も問題がなく、Nrf2が生育に必須でない因子であることが示された。
2Nrf2変異系統の酸化ストレス耐性を解析した。ホモ変異固体は、過酸化物に対する致死性が極めて高いことが示され、Nrf2は酸化ストレス耐性を担う因子であることが示された。
3小胞体ストレス自然発症系統のホモ変異固体は、2週間幼魚で致死となった。詳細な解析を進めたところ、摂食障害が死因と推測された。
4Nrf2変異系統と小胞体ストレスを自然発症する系統の二重変異系統を作製した。致死性を解析したところ、二重ホモ系統のみ、2週間幼魚で致死となった。このことは、摂食障害とNrf2には関連性がないことを示唆した。

研究成果

• [雑誌論文] Tissue-restricted induction of Nrf2 and its target genes in zebrafish with gene-specific variations in the induction profiles (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakajima H, Nakajima-Takagi Y, Tsujita T, Akiyama S, Wakasa T, Mukaigasa M, Kaneko H, Tamaru Y, Yamamoto M, Kobayashi M
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 6 ページ: e26884
  • DOI: 10.1371/journal.pone.002688
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular basis for Flk1 expression in hemato-cardiovascular progenitors in the mouse (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishitobi H, Wakamatsu A, Liu F, Azami T, Hamada M, Matsumoto K, Kataoka H, Kobayashi M, Choi K, Nishikawa S, Takahashi S, Ema M
  • 雑誌名: Development 巻: 138 ページ: 5357-5368
  • DOI: 10.1242/dev.065565
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitro-fatty acids and cyclopentenone prostaglandins share strategies to activate the Keap1-Nrf2 system : a study using green fluorescent protein transgenic zebrafish (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsujita T, Li L, Nakajima H, Iwamoto N, Nakajima-Takagi Y, Ohashi K, Kawakami K, Kumagai Y, Freeman BA, Yamamoto M, Kobayashi M
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 16 ページ: 46-57
  • DOI: 10.1111/j.1365-2443.2010.01466.x
  • 査読あり
• [学会発表] 酸化ストレスに対して高い感受性を示すNrf2変異ゼブラフィッシュ (2011)
  • 著者名/発表者名: 向笠勝貴, Nguyen Linh Thi Phuong, 李麗, 中島瞳, 小林麻己人
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20111213-16
• [学会発表] Nrf2によるゼブラフィッシュヘムオキシゲナーゼ1の肝臓特異的な発現誘導 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中島瞳, 中島やえ子, 小林麻己人
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20111213-16
• [備考]
  • URL: http://www.md.tsukuba.ac.jp/MDBiology/mdbiol.index.html