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2012 年度 実績報告書

生体内における細胞ストレス応答の分子生物学的理解からストレス順応モデルの作製へ

研究課題

研究課題/領域番号 24390049
研究種目

基盤研究(B)

研究機関群馬大学

研究代表者

岩脇 隆夫  群馬大学, 先端科学研究指導者育成ユニット, 講師 (50342754)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード小胞体ストレス / 脂質代謝 / タンパク質品質管理 / ムチン / IRE1 / ATF4 / エリスロポエチン / 癌
研究概要

本研究の目的は生体内における細胞ストレス応答を分子生物学的側面から理解し、ストレス順応性モデルを作り出すことである。ここで対象とする細胞ストレスの主たるものは「小胞体ストレス」であり、平成24年度はIRE1とATF4に関する研究を中心に遂行した。このIRE1やATF4に関して次のことが以前から分かっていた。IRE1は小胞体局在型I型膜タンパク質として存在し、小胞体内腔で生じるタンパク質に構造異常を監視している。もし小胞体内で異常構造化したタンパク質が増加すると、IRE1は自身が有するRNase活性を発揮してXBP1mRNAのスプライシングを誘導する。スプライシングされたXBP1mRNAからは転写因子として機能的なXBP1タンパク質が作り出され、小胞体分子シャペロン遺伝子群の発現を上昇させる。一方、ATF4はXBP1とは異なるメカニズムで小胞体ストレス時に活性化される転写因子であり、ストレスに対し保護的に働く遺伝子の活性化を促す。本年度新たに得られた知見は以下の通りである。IRE1は自身のRNase活性を利用して脂質合成遺伝子(mRNA)の分解反応に関わり、血中および肝臓での中性脂肪やコレステロール量をコントロールすることが分かった。また大腸においては同じくRNase活性を利用してムチン産生制御に関わることが分かった。小胞体ストレス感知機構の観点からはIRE1αとは異なるIRE1βの分子メカニズムの一端を明らかにした。さらにIRE1αの阻害剤を発見し、それに抗腫瘍活性があることを見出した。ATF4に関しては遺伝子発現調節を介したエリスロポエチン産生制御能があることを突き止めた。

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

本年度予定していた主な研究には3種類の遺伝子組換えマウスの作製、実験手法の条件検討、および培養細胞実験からの基礎データ収集があるが、いずれも計画通りに遂行できた,特に培養細胞実験から得られたデータからは細胞ストレス感知に関わる新たな知見が得られたため論文発表に至っている。

今後の研究の推進方策

これまでの研究がおおむね順調に進展しているので、計画通りに研究を遂行するつもりである。特に計画変更や新たな課題は今のところ見当たらない。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Endoplasmic reticulum (ER) stress signal impairs erythropoietin production : a role for ATF42013

    • 著者名/発表者名
      Chih-Kang Chiang
    • 雑誌名

      Am. J. Physiol. Cell Physiol.

      巻: 304 ページ: C342-C353

    • DOI

      10.1152/ajpcell.00153.2012.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Negative feedback by IRE1β optimizes mucin production in goblet cells2013

    • 著者名/発表者名
      Akio Tsuru
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      巻: 110 ページ: 2864-2869

    • DOI

      10.1073/pnas.1212484110.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 小胞体ストレスシグナルの感知・生体防御機構2013

    • 著者名/発表者名
      岩脇隆夫
    • 雑誌名

      細胞

      巻: 45 ページ: 168-171

  • [雑誌論文] Identification of toyocamycin, an agent cytotoxic for multiple myeloma cells, as a potent inhibitor of ER stress-induced XBP1 mRNA splicing2012

    • 著者名/発表者名
      Masaki Ri
    • 雑誌名

      Blood Cancer J.

      巻: 2 ページ: e79

    • DOI

      10.1038/bcj.2012.26.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Silencing of lipid metabolism genes through IRE1α-mediated mRNA decay lowers plasma lipids in mice2012

    • 著者名/発表者名
      Jae-Seon So
    • 雑誌名

      Cell Metab.

      巻: 16 ページ: 487-499

    • DOI

      10.1016/j.cmet.2012.09.004.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct association of unfolded proteins with mammalian ER stress sensor, seIRE1β2012

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Oikawa
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 7 ページ: e51290

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0051290.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 小胞体ストレスの可視化2012

    • 著者名/発表者名
      岩脇隆夫
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: 65 ページ: 388-389

  • [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2012

    • 著者名/発表者名
      斉藤美知子
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] 活性酸素ダメージの生体イメージングに向けたレポーターシステムの構築~OKD48からの出発~2012

    • 著者名/発表者名
      及川大輔
    • 学会等名
      第29回臨床フリーラジカル会議
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20121207-20121208
  • [学会発表] 細胞ストレス可視化モデルマウスの開発とその性能2012

    • 著者名/発表者名
      岩脇隆夫
    • 学会等名
      細胞センサーの分子機構・相互作用・ネットワーク研究会
    • 発表場所
      生理学研究所
    • 年月日
      20121129-20121130
  • [学会発表] 低酸素ストレスレポーターの開発から見えてきた新たな課題2012

    • 著者名/発表者名
      原口瑞樹
    • 学会等名
      第7回臨床ストレス応答学会
    • 発表場所
      東京女子医科大学
    • 年月日
      20121124-20121125
  • [学会発表] 酸化ストレス可視化モデルマウスの開発2012

    • 著者名/発表者名
      及川大輔
    • 学会等名
      第59回北関東医学会総会
    • 発表場所
      群馬大学
    • 年月日
      20120927-20120928
  • [学会発表] OKD48マウスを用いた酸化ストレスの高感度生体検出2012

    • 著者名/発表者名
      及川大輔
    • 学会等名
      第65回日本酸化ストレス学会学術集会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      20120606-20120608
  • [学会発表] 酸化ストレス可視化モデルマウスの開発2012

    • 著者名/発表者名
      岩脇隆夫
    • 学会等名
      第8回日本疲労学会総会・学術集会
    • 発表場所
      国立スポーツ科学センター
    • 年月日
      20120602-20120603
  • [学会発表] High-sensitive in-vivo detection of oxidative stress with OKD48 mice2012

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Oikawa
    • 学会等名
      Joint Meeting of the 45th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists & the 64th Annual Meeting of the Japanese Society for Cell Biology
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20120528-20120531
  • [学会発表] Negative feedback by IRE1β optimizes mucin production in goblet cells2012

    • 著者名/発表者名
      Akio Tsuru
    • 学会等名
      Joint Meeting of the 45th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists & the 64th Annual Meeting of the Japanese Society for cell Biology
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20120528-20120531
  • [学会発表] Negative feedback by IRE1β optimizes mucin production in goblet cells2012

    • 著者名/発表者名
      Akio Tsuru
    • 学会等名
      The 2010 Meeting on Molecular Chaperones & Stress Responses
    • 発表場所
      Cold Spring Harbor
    • 年月日
      20120501-20120505
  • [学会発表] High-sensitive in vivo detection of oxidative stress with OKD48 transgenic mice2012

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Oikawa
    • 学会等名
      UK-Japan Research Symposium "Molecular Mechanisms of Stress Response in Disease"
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      20120406-20120407
  • [学会発表] 胎盤における小胞体ストレス応答分子の機能2012

    • 著者名/発表者名
      岩脇隆夫
    • 学会等名
      第4回群馬分子医学研究会
    • 発表場所
      群馬大学
    • 年月日
      2012-10-20
  • [学会発表] High-sensitive in vivo detection of oxidative stress with OKD48 transgenic mice2012

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Oikawa
    • 学会等名
      Joint Meeting of the 11th International Congress of Hyperthermic Oncology & the 29th Japanese Congress of Thermal Medicine
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2012-08-28

URL: 

公開日: 2014-07-16  

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