小胞体ストレスと活性酸素シグナルのレドックス制御

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22590262
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 藤井 順逸 山形大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (00222258)
• キーワード: 小胞体ストレス / レドックス調節 / 活性酸素シグナル / アポトーシス / シャペロン

研究概要

Peroxiredoxin4(Prx4)には、分泌/小胞体型(Prx4a)の他に、その上流プロモーターから転写されるスプライシングバリアント(Prx4b)があり、それが精巣特異的に発現していることを突き止め、論文発表した(Yim et al, J Biol Chem)。Prx4a・Prx4bとGFPとの融合遺伝子をHela細胞に発現させたところ、Prx4aは小胞体に局在し、Prx4bは細胞質と核に局在することを明らかにした。また共同研究により、G-CSF受容体の細胞内ドメインにPrx4aが結合して、そのリン酸化シグナル伝達を抑制的に制御することを明らかにして論文発表した(Palande et al, J Cell Sci)。この機構は、G-CSF受容体が活性化されて生じる過酸化水素をPrx4aが消去する事で核に伝わるリン酸化シグナルの強さを適正に保っていることを示唆している。この二種類のPrx4は、peroxidase活性を有するなど酵素学的には大きな違いはないが、Prx4aは小胞体で新たに合成されたタンパク質の酸化的折畳みに関与している事が分かってきたので、小腸と肝臓から分泌されるリポタンパク質について、Prx4欠損マウスを用いた解析を行っている。具体的には、脂肪を投与したマウスの小腸におけるキロミクロンの生成量を測定している。これまでSOD1を欠損することで酸化ストレスの亢進したマウスでは脂肪の吸収に異常が認められていることから、Prx4の欠損によりその障害が増強されることが予想されるため、現在Prx4とSOD1の二重欠損マウスを作製している。Prx4の新たな機能を見出すために、細胞生物学的なアプローチとしてPrx4a遺伝子を導入した細胞の抽出液を用いてpull downを行い、MS解析を行った。その結果、Protein Disulfide Isomerase(PDI)分子の一つERp5やBiPといった小胞体のシャペロン分子を同定でき、免疫沈降によりPrx4aとERp5が相互作用する事を確認した。ERp5は血小板のインテグリンの活性制御に関わり、Prx4aも血小板に存在することから、血小板機能との関連について解析を進めている。

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

分泌/小胞体型(Prx4a)の機能の一つとしてG-CSF受容体の制御機構を明らかにし、新たに精巣型(Prx4b)を同定して論文発表できた。Pull down/MS解析によりERp5との相互作用を確認したが、これまでのところPrx4の欠損による影響は認められないことから、Prx4-ERp5が細胞のどのような機能に関係するか、つきとめる必要がある。Prx4bについても、精巣でどのような機能を担うか不明なため、その解明が急がれる。

今後の研究の推進方策

これまでの検討から、Prx4aがリポタンパク質の生成に関わる可能性が示唆されたのでPrx4欠損マウスを用いた解析を進めている。Prx4a単独欠損では大きな影響を示さないが、酸化ストレスに曝された時にPrx4aの機能が顕在化すると考えられるため、SOD1との二重欠損マウスを作製している。精巣型Prx4bについては、解析に用いる適切な精巣細胞がないことが解明を遅らせる大きな要因となっている。マウス組織抽出液を用いたpull down解析などを行う事でこの問題を解消し、精巣における機能の解明につなげたい。

研究成果

• [雑誌論文] Measurement of Peroxiredoxin-4 in Rat Tissues and Implication of Its Serum Levels as a Potential Marker for Hepatic Disease (2012)
  • 著者名/発表者名: Ritsu Ito, Motoko Takahashi, Hideyuki Ihara, Hiroki Tsukamoto, Junichi Fujii, Yoshitaka Ikeda
  • 雑誌名: Mol Med Report 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Different consequences of the reactions with hydrogen peroxide and t-butyl hydro peroxide in the hyperoxidative inactivation of rat peroxiredoxin-4 (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Ikeda, Miyako Nakano, Hideyuki Ihara, Ritsu Ito, Naoyuki Taniguchi, Junichi Fujii
  • 雑誌名: J Biochem 巻: 149 ページ: 443-453
  • DOI: 10.1093/jb/mvq156
  • 査読あり
• [雑誌論文] Redox regulation of spermatogenic process and fertilisation (2011)
  • 著者名/発表者名: Junichi Fujii, Satoshi Tsunoda
  • 雑誌名: Asian J Androl 巻: 13 ページ: 420-423
  • DOI: 10.1038/aja.2011.10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Quantitative Bioassay to Assess Preventive Compounds against Inflammation-based Carcinogenesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Kunishige Onuma, Yuka Suenaga, Ryuta Sakaki, Satoshi Yoshitome, Yu Sato, Satomi Ogawara, Saori Suzuki, Mitsuhiro Kuramitsu, Hidekatsu Yokoyama, Akira Murakami, Junichi Hamada, Garth L Nicolson, Masanobu Kobayashi, Junichi Fujii, Futoshi Okada
  • 雑誌名: Nitric Oxide 巻: 25 ページ: 183-194
  • DOI: 10.1016/j.niox.2011.02.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peroxiredoxin-controlled G-CSF signalling at the endoplasmic reticulum-early end osome interface (2011)
  • 著者名/発表者名: Karishma Palande, Onno Roovers, Judith Gits, Carola Verwijmeren, Yoshihito Iuchi, Junichi Fujii, Benjamin G Neel, Robert Karisch, Jan Tavernier, Ivo P Touw
  • 雑誌名: J Cell Sci 巻: 124 ページ: 3695-3705
  • DOI: 10.1242/jcs.089656
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and characterization of an alternatively transcribed form of peroxir edoxin IV that is specifically expressed in spermatids of the postpubertal mouse testis (2011)
  • 著者名/発表者名: Sun Hee Yim, Yoo-Jin Kim, Sue Young Oh, Junichi Fujii, Yan Zhang, Vadim N.Gladyshev, Sue Goo Rhee
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 286 ページ: 39002-39012
  • DOI: 10.1074/jbc.M111.257220
  • 査読あり
• [雑誌論文] Introduction to serial reviews : physiological relevance of antioxid/redox genes ; learning from genetically modified animals (2011)
  • 著者名/発表者名: Junichi Fujii
  • 雑誌名: J.Clin.Biochem.Nutr. 巻: 49 ページ: 69-69
  • DOI: 10.3164/jcbn.10-138SRInt
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unveiling the Roles of the Glutathione Redox System In Vivo by Analyzing Genetically Modified Mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Junichi Fujii, Jun-itsu Ito, Xuhong Zhang, Toshihiro Kurahashi
  • 雑誌名: J Clin Biochem Nutr 巻: 49 ページ: 70-78
  • DOI: 10.3164/jcbn.10-138SR
  • 査読あり
• [学会発表] 肝細胞癌におけるmiR-224の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 張旭紅、邵力、渡辺久剛、縢亮、齋藤貴史、石井里佳、横澤潤二、木村理、藤井順逸、深尾彰
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 20111213-20111216
• [学会発表] Roles of peroxiredoxin 4 in protein sulfhyryl oxidation (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Kurahashi, Chihiro Awada. Tasuku Konno, Noriyuki Otsuki, Satoshi Tsunoda, Xuhong Zhang, Junitsu Ito, Yoshihito Iuchi, Toshifumi Takao, Junichi Fujii
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 20111213-20111216
• [学会発表] 炎症発癌を標的とした予防化合物の定量的検出系の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 末永裕佳、坂木隆太、小沼邦重、村上明、田中宏樹、浜田淳一、小林正伸、藤井順逸、岡田太
  • 学会等名: 第70回日本癌学会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(名古屋)
  • 年月日: 20111003-20111005
• [学会発表] 過酸化PeoxiredoxinIIの検出による赤血球レドックスバランスと機能の解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤純一、倉橋敏裕、金野祐、大槻倫之、角田智志、張旭紅、藤井順逸
  • 学会等名: 第84回日本生化学会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都)
  • 年月日: 20110921-20110924
• [学会発表] NZマウスの自己免疫疾患発症に対する赤血球酸化名kストレスの関与 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金野祐、大槻倫之、鈴木紗織、岐部紀子、角田智志、井内良仁、藤井順逸
  • 学会等名: 第84回日本生化学会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都)
  • 年月日: 20110921-20110924
• [学会発表] SOD1欠損マウス胎仔線維芽細胞を用いた酸化ストレス誘導性細胞周期停止機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 角田智志、岐部紀子、藤井順逸
  • 学会等名: 第84回日本生化学会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都)
  • 年月日: 20110921-20110924
• [学会発表] Implication of oxidative stress as a cause of autoimmune hemolytic anemia (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshihito Iuchi, Futoshi Okada, Junichi Fujii
  • 学会等名: Montreal, Modern Medical Forum 2011
  • 発表場所: EPS Global Medical Development Inc.(Montreal, Canada)
  • 年月日: 20110907-20110908
• [学会発表] Roles of peroxiredoxin 4 in protein sulfhyryl oxidation (2011)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Kurahashi, Chihiro Awada, Tasuku Konno, Noriyuki Otsuki, Satoshi Tsunoda, Xuhong Zhang, Junitsu Ito, Yoshihito Iuchi, Toshifumi Takao, Junichi Fujii
  • 学会等名: 5th Biennial Meeting of Society for Free Radical Research-Asia (SFRR-Asia), 8th Conference of Asian Society for Mitochondrial Research and Medicine (ASMRM)
  • 発表場所: Kagoshima Citizens' Culture Hall (Kagoshima)
  • 年月日: 20110831-20110904
• [学会発表] Influences of the SOD1 deficiency on the gamete quality in in-vitro fertilization (2011)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Tsunoda, Naoko Kimura, Hiroyuki Abe, Akihiro Watanabe, Junichi Fujii
  • 学会等名: 5th Biennial Meeting of Society for Free Radical Research-Asia (SFRR-Asia), 8th Conference of Asian Society for Mitochondrial Research and Medicine (ASMRM)
  • 発表場所: Kagoshima Citizens' Culture Hall (Kagoshima)
  • 年月日: 20110831-20110904
• [学会発表] SOD1欠損が雄性生殖能に与える影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 角田智志、藤井順逸
  • 学会等名: 第64回日本酸化ストレス学会
  • 発表場所: ルスツリゾートホテル・コンベンション(ルスツ,北海道)
  • 年月日: 20110702-20110703
• [学会発表] 酸化還元酵素アルデヒドレダクターゼノックアウトマウスで発症するアスコルビン酸欠乏症とその影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋素子、宮田哲、藤井順逸、井内陽子、上山茂充、曽我朋義、藤縄玲子、荒木素子、谷口直之、黒木由夫
  • 学会等名: 第64回日本酸化ストレス学会
  • 発表場所: ルスツリゾートホテル・コンベンション(ルスツ,北海道)
  • 年月日: 20110702-20110703
• [学会発表] 赤血球を酸化ストレスによるレドックスバランスの破綻から護る抗酸化機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤井順逸
  • 学会等名: 第64回日本酸化ストレス学会
  • 発表場所: ルスツリゾートホテル・コンベンション(ルスツ,北海道)(招待講演)
  • 年月日: 20110702-20110703
• [学会発表] Aldehyde reductase deficiency prolongs pentobarbital induced hypsosis in mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Junitsu Ito, Motoko Takahashi, Noriyuki Otsuki, Tasuku Konno, Hayato Nishida, Satoshi Tsunoda, Toshihiro Kurahashi, Xuhong Zhang, Satoshi Miyata, Junichi Fujii
  • 学会等名: 4th Symposium on Nutrition, Oxygen Biology and Medicine
  • 発表場所: Hotel de Seine (Paris, France)
  • 年月日: 20110615-20110617
• [学会発表] 内因性酸ストレス蓄積によマウス2細胞期発生停止へのCDKインヒビターの関与の可能性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 角田智志、木村直子、藤井順逸
  • 学会等名: 第52回日本哺乳動物卵子学会
  • 発表場所: 国際医療福祉大学(大田原)
  • 年月日: 20110521-20110522
• [学会発表] 活性酸素のもつ二面性:生体傷害と細胞増殖・老化の制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤井順逸
  • 学会等名: 第12回Vitamemebrane研究会
  • 発表場所: 経団連会館(東京)(招待講演)
  • 年月日: 2011-07-23
• [図書] Handbook of System Biology of Free Radicals and Anti-oxidants (2012)
  • 著者名/発表者名: Junichi Fujii, Satoshi Tsunoda, Naoko Kimura
  • 出版者: Antithetical Roles of Reactive Oxygen Species in Mammalian Reproduction(印刷中)
• [備考]
  • URL: http://www.id.yamagata-u.ac.jp/BiochemII/b2.html