| 研究課題/領域番号 |
21J12424
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
横井 健汰 東京理科大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| キーワード | イリジウム錯体 / プログラム細胞死 / パラトーシス / カルシウムイオン / ミトコンドリア / 小胞体 |
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| 研究実績の概要 |
近年、アポトーシスとは異なるプログラム細胞死として、パラトーシス(Paraptosis)が注目されている。パラトーシスはミトコンドリア内のカルシウムイオン濃度上昇に由来する細胞質または細胞内小器官の液胞化が特徴として報告されているが、その分子機構の解明は十分に進んでいない。
申請者らは、シクロメタレート型イリジウム(Ir)錯体にカチオン性ペプチド鎖を導入したイリジウム錯体―ペプチドハイブリッド(IPHs)を設計、合成し、IPHsがJurkat細胞（ヒト白血病性がん細胞）の細胞死を誘導し、死細胞中で強く発光することを見出した。その細胞死誘導様式はパラトーシスに分類されること、ミトコンドリア内のカルシウムイオン濃度上昇は、細胞質を介さずに小胞体から直接的に輸送されることを報告した。本研究では、IPHsの標的分子の同定を通じた、より詳細なパラトーシス誘導経路の解明を目的として研究を開始した。
IPHsは小胞体からミトコンドリアへ、細胞質を介さないカルシウムイオン輸送を誘導することから、小胞体―ミトコンドリア接触部位のMitochondria-associated membranesに着目し、様々な検討をおこなった。その結果、IPHsは小胞体、ミトコンドリア間の膜融合に起因するカルシウムイオン流入を誘導し、本機構に小胞体、ミトコンドリア膜上のカルシウムイオンチャネルは関与しないことが示唆された。また、同様の分子機構でパラトーシスを誘導する低分子化合物CGP37157を見出した。さらに、パラトーシスを誘導することが報告されている天然物Celastrolを用いたところ、異なるパラトーシス誘導経路の存在が示唆され、Celastrolにより誘導される、従来のパラトーシスをParaptosis I、IPHsにより誘導されるパラトーシスをParaptosis IIとして報告した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
本研究はイリジウム錯体―ペプチドハイブリッド(IPHs)により誘導されるパラトーシスについて、標的分子の同定を通じたより詳細な誘導機構の解明を目的に開始した。本年度の成果として、パラトーシスの特徴の一つであるミトコンドリア内のカルシウムイオン濃度上昇が小胞体とミトコンドリアの膜融合に起因すること、IPHsと同様のパラトーシス誘導経路を有する低分子化合物を見出したこと、パラトーシスを誘導する天然物はこれらとは異なる誘導経路を有していることを報告した。さらに、この同一のプログラム細胞死で異なる細胞死誘導経路は新規誘導メカニズムを提唱する結果である。また、本誘導メカニズムを解明する過程で、いくつかのタンパク質が標的分子として示唆された。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度の成果を基に、今後は光親和性標識法を用いた標的タンパク質の同定を行う。申請者らが合成してきたイリジウム錯体―ペプチドハイブリッド(IPHs)が優れた発光特性を有していることを利用し、光反応性基を導入したIPHsを設計、合成した後、細胞内外で標的分子と結合させ、IPHs由来の発光を用いて検出する。さらに、より高活性なIPHsの設計、合成についても行う予定である。
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