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2014 年度 実績報告書

小胞体ストレス応答の分子機構とその破綻による疾患機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24228002
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

河野 憲二  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (50142005)

研究期間 (年度) 2012-05-31 – 2017-03-31
キーワード小胞体 / ストレス応答 / 寄生虫感染 / 糖尿病 / インスリン
研究実績の概要

1  小胞体膜上での特殊スプライシング機構の解析: Flag-XBP1uをHEK293T細胞に発現し、Flag抗体により免疫沈降をするとSRP54, SRP72, Sec61a, Sec61bが共沈降してくることが分かり、両者が相互作用していることが明らかとなった。また翻訳停止を解析するためのレポーターを作製した。
2 寄生虫排除に関与するIRE1βの生理機能解析: 寄生虫感染と同様の効果をもつIL33を腹腔内投与すると、野生型マウスでは小腸杯細胞の過形成、ムチン産生の増大が認められるが、IRE1βKOマウスではそれらが強く抑制された。さらにムチン産生を電気泳動で調べた所、IRE1βKOマウスでは、ムチン前駆体が蓄積していることが明らかとなった。
3 糖尿病発症におけるIRE1αの生理機能解析: 遺伝子型IRE1α(flox/-)とIRE1α(-/-)のマウスについて、血糖値、血中インスリン濃度、グルコース負荷テストを経時的に行なった結果、生後12週目から血糖値の上昇、血中インスリン濃度の低下、耐糖能の低下などが観察され糖尿病を発症することが判明した。また、IRE1α(flx/flx)のβ細胞株を樹立し、Cre を発現するアデノウィルスの感染によりIRE1α欠損を起こし、その時のインスリン産生、遺伝子発現を調べた結果、インスリンの成熟過程が影響を受けること、PDI family の発現に大きな影響が出ることが分かった。

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

寄生虫排除にIRE1βが小腸で重要な役割をになっていることが分かって来た。また膵島β細胞でのインスリン産生においてはIRE1αが重要であることが明らかとなった。これらの結果はマウスと組織、あるいは培養細胞両者を用いて解析しており、今後分子レベルでの詳細な解析が可能となった。順調に進展している。

今後の研究の推進方策

1 小胞体膜上での特殊スプライシング機構の解析: XBP1uのHR2領域が相互作用するタンパク質の候補として、シグナル認識粒子(SRP)とトランスロコンを見出したので、両分子がどのように関っているかをin vitroのタンパク質合成系と培養細胞レベルの両者を用いての解析研究を継続する。
2 寄生虫排除に関与するIRE1βの生理機能解析: 野生型の小腸杯細胞では、IL33投与時には、細胞数が40-50%程度増え、かつPAS染色の領域面積が増大する。一方、IRE1βKOマウスでは、細胞数の増加を認められず、細胞あたりのムチン量の増大も顕著に抑えられる。細胞数の増加がIRE1βKOマウスで抑えられているかどうかを明らかにするために、杯細胞のムチン産生に必須なAGR2の染色も行い、杯細胞の同定をより正確に調べる。またアポトーシスが起きているかどうかの可能性も検討する。
3 糖尿病発症におけるIRE1αの生理機能解析: 膵β細胞株MINS-IRE1α(fl/fl)とMINS-IRE1α(ΔR/ΔR)(IRE1αのRNase欠損型)を作製し、両者のプロインスリン及びインスリン発現量を転写レベル、蛋白質レベルで調べ分泌量が激減している理由を明らかにする。またインスリン合成量に差がないかどうかをインスリンのパルスチェイスラベルを行って明らかにする。

  • 研究成果

    (40件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] University of Cambridge(United Kingdom)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Cambridge
  • [国際共同研究] Harvard Medical School(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Harvard Medical School
  • [雑誌論文] Hes7 3’UTR is required for somite segmentation function.2014

    • 著者名/発表者名
      Fujimuro, T., Matsui, T., Nitanda, Y., Matta, T., Sakumura, Y., Saito, M., Kohno, K., Nakahata, Y., Bessho, Y.
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 4 ページ: 6462 (1-9)

    • DOI

      10.1038/srep06462

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A novel Amh-Treck transgenic mouse line allows toxin-dependent loss of supporting cells in gonads.2014

    • 著者名/発表者名
      Shinomura, M., Kishi, K., Tomita, A., Kawasumi, M., Kanezashi, H., Kuroda, Y., Tsunekawa, N., Ozawa, A., Aiyama, Y., Yoneda, A.,Suzuki, H., Saito, M., Picard, J.Y., Kohno, K., Kurohmaru, M., Kanai-Azuma, M., and Kanai, Y.
    • 雑誌名

      Reproduction

      巻: 148 ページ: H1-9

    • DOI

      10.1530/REP-14-0171

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ethanol stress impairs protein folding in the endoplasmic reticulum and activates Ire1 in Saccharomyces cerevisiae.2014

    • 著者名/発表者名
      Miyagawa, KI., Ishiwata-Kimata, Y., Kohno, K., and Kimata, Y.
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: 78 ページ: 1389-1391

    • DOI

      10.1080/09168451.2014.921561

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A model of liver carcinogenesis originating from hepatic progenitor cells with accumulation of genetic alterations2014

    • 著者名/発表者名
      Kim, S. K., Nasu, A., Komori, J., Shimizu, T., Matsumoto, Y., Minaki, Y., Kohno, K., Shimizu, K., Uemoto, S., Chiba, T., and Marusawa, H.
    • 雑誌名

      Int. J. Cancer

      巻: 134 ページ: 1067-1076

    • DOI

      10.1002/ijc.28445

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 小胞体ストレスと炎症性腸疾患2014

    • 著者名/発表者名
      都留秋雄、河野憲二
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 32 ページ: 2221-2225

  • [学会発表] ERdj5(JPDI)基質候補タンパク質のマウス個体組織からの網羅的同定2015

    • 著者名/発表者名
      門倉 広、斉藤 美知子、都留 秋雄,稲葉 謙次、河野 憲二
    • 学会等名
      第66回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県・奈良市)
    • 年月日
      2015-06-11 – 2015-06-13
  • [学会発表] 小胞体膜タンパク質DNAJB12の活性制御におけるジスルフィド結合の影響2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤 仁美、井上 道雄、保田 裕貴、山本 洋平、門倉 広、稲葉 謙次、河野 憲二
    • 学会等名
      第66回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県・奈良市)
    • 年月日
      2015-06-11 – 2015-06-13
  • [学会発表] 小胞体ストレス応答機能障害による糖尿病の発症機序2015

    • 著者名/発表者名
      土屋 雄一、斉藤 美知子、河野 憲二
    • 学会等名
      日本薬学会第135回年会 シンポジウム「小胞体機能異常による疾患発症機構と創薬への展開」
    • 発表場所
      兵庫医療大学 (兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-03-28
    • 招待講演
  • [学会発表] Efficient targeting of tranlation-paused XBP1u to the ER in the unfolded protein response.2015

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kohno
    • 学会等名
      九州大学国際シンポジウム From Genes to Human Diseases
    • 発表場所
      九州大学 (福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Analysis of translational dynamics of XBP1 mRNA2015

    • 著者名/発表者名
      河野 未来
    • 学会等名
      「新生鎖の生物学」第一回若手ワークショップ
    • 発表場所
      八王子セミナーハウス(東京都・八王子市)
    • 年月日
      2015-03-08 – 2015-03-10
  • [学会発表] XBP1u 新生鎖の翻訳停止後にたどる運命2015

    • 著者名/発表者名
      曽川 愛守栄
    • 学会等名
      「新生鎖の生物学」総括班主催 第一回若手ワークショップ
    • 発表場所
      八王子セミナーハウス(東京都・八王子市)
    • 年月日
      2015-03-08 – 2015-03-10
  • [学会発表] XBP1u タンパク質の翻訳停止機構の解析2015

    • 著者名/発表者名
      大古殿 美加
    • 学会等名
      「新生鎖の生物学」総括班主催 第一回若手ワークショップ
    • 発表場所
      八王子セミナーハウス(東京都・八王子市)
    • 年月日
      2015-03-08 – 2015-03-10
  • [学会発表] Novel role of SRP pathway on XBP1u localization and ER homeostasis2014

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kanda, Kota Yanagitani, Yukiko Yokota, Yuta Esaki1, Kenji Kohno
    • 学会等名
      第37回分子生物学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [学会発表] Analysis of translational dynamics of XBP1 mRNA2014

    • 著者名/発表者名
      Mirai Kono, Yusuke Imagawa, Masaaki Koike, Kota Yanagitani, Kenji Kohno
    • 学会等名
      第37回分子生物学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [学会発表] 小胞体ストレス応答不全による糖尿病発症機構の解明2014

    • 著者名/発表者名
      斉藤 美知子, 土屋 雄一, 岩脇 隆夫, 森 和俊,宮崎 純一,河野 憲二
    • 学会等名
      第37回分子生物学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [学会発表] 小胞体ストレス応答不全による糖尿病発症機構の解明2014

    • 著者名/発表者名
      斉藤 美知子, 土屋 雄一, 岩脇 隆夫, 森 和俊,宮崎 純一,河野 憲二
    • 学会等名
      第37回分子生物学会ワークショップ「オルガネラストレスが紡ぐ生活習慣病」
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [学会発表] Novel role of SRP pathway on XBP1u localization and ER homeostasis2014

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kanda, Kota Yanagitani, Yukiko Yokota, Yuta Esaki1, Kenji Kohno
    • 学会等名
      EMBO conference (The endoplasmic reticulum)
    • 発表場所
      Girona (Spain)
    • 年月日
      2014-10-26 – 2014-10-31
    • 国際学会
  • [学会発表] Unfolded Protein Response (UPR) における翻訳ポージングの重要性2014

    • 著者名/発表者名
      河野 憲二
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会(2014)
    • 発表場所
      国立京都国際会館 (京都府・京都市)
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-17
    • 招待講演
  • [学会発表] 異なる翻訳停止における新生ポリペプチド鎖の比較2014

    • 著者名/発表者名
      曽川 愛守榮,大古殿 美加,柳谷 耕太、河野 憲二
    • 学会等名
      2014年度日本農芸化学会関西支部大会(第486回講演会)
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学院大学(奈良県・生駒市)
    • 年月日
      2014-09-20
  • [学会発表] XBP1uにおける翻訳停止の分子機構2014

    • 著者名/発表者名
      大古殿 美加、曽川 愛守榮、河野 憲二
    • 学会等名
      2014年度日本農芸化学会関西支部大会(第486回講演会)
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学院大学(奈良県・生駒市)
    • 年月日
      2014-09-20
  • [学会発表] SRP経路によるXBP1u mRNAの小胞体局在化機構2014

    • 著者名/発表者名
      苅田 聡、横田 有希子、江崎 悠太、柳谷 耕太、河野 憲二
    • 学会等名
      2014年度日本農芸化学会関西支部大会(第486回講演会)
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学院大学(奈良県・生駒市)
    • 年月日
      2014-09-20
  • [学会発表] ミトコンドリアの機能不全はUnfolded protein responseにどのように関わるか?2014

    • 著者名/発表者名
      木俣 有紀、小口 能里枝、木俣 行雄
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム 第47回研究報告会
    • 発表場所
      東京大学農学部 (東京都・文京区)
    • 年月日
      2014-09-01 – 2014-09-03
  • [学会発表] 小胞体ストレス応答における翻訳アレストの重要性2014

    • 著者名/発表者名
      河野 憲二
    • 学会等名
      第9回小胞体ストレス研究会
    • 発表場所
      徳島大学 (徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2014-07-04 – 2014-07-05
  • [学会発表] インスリン産生細胞における小胞体ストレスセンサーIRE1αの生理的役割2014

    • 著者名/発表者名
      土屋 雄一、斉藤 美知子、岩脇 隆夫、宮崎 純一、河野 憲二
    • 学会等名
      第9回小胞体ストレス研究会
    • 発表場所
      徳島大学 (徳島県・徳島市)
    • 年月日
      2014-07-04 – 2014-07-05
  • [学会発表] The importance of ribosome stalling in the unfolded protein response2014

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kohno
    • 学会等名
      第66回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県・奈良市)
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
    • 招待講演
  • [学会発表] New aspects of regulation and function of the ER stress sensor Ire1 in yeast cells2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kimata-Ishiwata, Kenji Kohno, Yukio Kimata
    • 学会等名
      第66回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県・奈良市)
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
    • 招待講演
  • [学会発表] XBP1u mRNAのSRP経路を利用した小胞体局在化2014

    • 著者名/発表者名
      苅田 聡、柳谷 耕太、横田 有希子、江崎 悠太、河野 憲二
    • 学会等名
      第66回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県・奈良市)
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
  • [学会発表] インスリン産生細胞における小胞体ストレスセンサーIRE1aの生理的役割2014

    • 著者名/発表者名
      土屋 雄一、斉藤 美知子、岩脇 隆夫、宮崎 純一、河野 憲二
    • 学会等名
      第66回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県・奈良市)
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
  • [学会発表] リボソームは伸長直後のポリペプチド鎖の配列をトンネル内で感知しトランスロコンの機能を制御する2014

    • 著者名/発表者名
      高橋 千恵、大西 由希子,木田 祐一郎、柳谷 耕太、河野 憲二,坂口 雅郎
    • 学会等名
      第66回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県・奈良市)
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
  • [学会発表] Tight repression of yeast endoplasmic-reticulum stress sensor Ire1 by its N-terminal intrinsically disordered subdomain2014

    • 著者名/発表者名
      Rubwad Mathuranyanon, Kenji Kohno and Yukio Kimata
    • 学会等名
      第66回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県・奈良市)
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
  • [学会発表] 哺乳動物細胞における XBP1u と正電荷アミノ酸クラスターの翻訳停止機構の比較2014

    • 著者名/発表者名
      曽川 愛守榮、大古殿 美加、柳谷 耕太、河野 憲二
    • 学会等名
      第66回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県・奈良市)
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
  • [学会発表] 小胞体ストレスセンサーIRE1αによる細胞質スプライシングに必須なmRNAの構造及び配列の解析2014

    • 著者名/発表者名
      池端 悠介、今川 佑介、柳谷 耕太、田丸 良子、金谷 重彦、岩脇 隆夫、河野 憲二
    • 学会等名
      第66回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県・奈良市)
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
  • [学会発表] 出芽酵母でのエタノール誘発性小胞体ストレスと防衛応答2014

    • 著者名/発表者名
      宮川 賢一、河野 憲二,木俣 行雄
    • 学会等名
      第66回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県・奈良市)
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
  • [学会発表] Fine regulation of yeast ER stress sensor Ire1 by its N-terminal intrinsically disordered region2014

    • 著者名/発表者名
      Rubwad Mathuranyanon, Kenji Kohno and Yukio Kimata
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Meeting "Molecular Chaperones and Stress Response"
    • 発表場所
      Cold Spring Harbor, New York (USA)
    • 年月日
      2014-04-29 – 2014-05-03
    • 国際学会
  • [図書] Nascent chain-mediated localization of mRNA on the endoplasmic reticulum as an important step of unfolded protein response. in “Regulatory Nascent Polypeptides”2014

    • 著者名/発表者名
      Yanagitani, K. Kohno, K.
    • 総ページ数
      315 (291-310)
    • 出版者
      Springer
  • [備考] 奈良先端科学技術大学院大学バイオサイエンス研究科動物細胞工学

    • URL

      http://bsw3.naist.jp/courses/courses207.html

  • [備考] 奈良先端科学技術大学院大学動物細胞工学研究室(河野研)

    • URL

      http://bsw3.naist.jp/kouno/

  • [備考] Laboratory of Molecular Cell and Genetics

    • URL

      http://bsw3.naist.jp/eng/courses/courses207.html

URL: 

公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-28  

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