動物細胞における温度センサーの探索と低温刺激応答シグナル伝達系の解明

2012 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 24657140
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 佐藤 孝哉 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20251655)
• 研究分担者: 竹中 延之 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20610504)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 低温刺激 / チロシンキナーゼ / ACK1

研究概要

哺乳動物は、体内の温度がほぼ一定に保たれ、細胞を取り囲む環境は極めて安定に維持されている。しかし、哺乳動物の場合でも、生理的環境下で細胞が体温より低い温度にさらされる機会が存在する。とくに直接外界に接する皮膚、気管、腸管などは体温より低い状態に存在することが多い。このような温度変化を感知し応答する細胞内シグナル伝達系は、ほとんど解析されていない。本年度は、細胞を25℃の低温刺激にさらすとリン酸化が強く誘導されることが知られているチロシンキナーゼACK1の機能解析を進めた。ACK1は多数のドメインからなる多機能性蛋白質である。現在、これらのドメインの変異体を複数作成し、培養細胞系に遺伝子導入した後、低温刺激に応答したチロシンリン酸化を検討している。それにより、このシグナル伝達に必要なドメインの同定を目指している。例えば、CRIBドメインには活性型Cdc42が結合するが、このドメインのCdc42結合能を喪失した変異体の解析から、低温刺激応答シグナル伝達へのCdc42の関与を検討している。さらに、ACK1に直接結合する分子として、Grb2、Nck、p130CASなどのアダプター、クラスリン、各種受容体型チロシンキナーゼ、E3ユビキチンリガーゼなどが知られている。現在、これらのシグナル伝達分子を個別にあるいは組み合わせてRNAi法により発現抑制し、ACK1の低温刺激応答性チロシンリン酸化への影響を検討している。また、ACK1の基質として、セリン・トレオニンキナーゼAkt、アンドロゲン受容体、グアニンヌクレオチド交換因子Dbl、癌抑制遺伝子産物Wwox、Wiskott- Aldrichi syndrome proteinなどが知られている。低温刺激に応答したこれらの基質蛋白質のチロシンリン酸化の有無を解析している。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

新設の研究室であるため、研究設備の整備に時間を要した。また、研究に参加する大学院生の数が、当初の予想より少なかった。

今後の研究の推進方策

当初の研究計画に沿って、チロシンキナーゼACK1の温度センサーとしての機能解析を進めるとともに、低温刺激でチロシンリン酸化される蛋白質の網羅的解析も開始する。また、ack1遺伝子ノックアウトマウスでの検証の準備も進める。

次年度の研究費の使用計画

平成24年度の当該研究の開始が遅れたため、当初計画に比べて研究の進捗がやや遅れているため、次年度に使用する予定の研究費が発生した。平成25年度研究費と合算して、物品費を中心に使用する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1 (RAC1) regulates glucose-stimulated insulin secretion via modulation of F-actin (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Asahara, Y. Shibutani, K. Teruyama, H. Y. Inoue, Y. Kawada, H. Etoh, T. Matsuda, M. Kimura-Koyanagi, N. Hashimoto, M. Sakahara, W. Fujimoto, H. Takahashi, S. Ueda, T. Hosooka, T. Satoh, H. Inoue, M. Matsumoto, A. Aiba, M. Kasuga, and Y. Kido
  • 雑誌名: Diabetologia 巻: 56 (05) ページ: 1088-1097
  • DOI: 10.1007/s00125-013-2849-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Astroglial IFITM3 mediates neuronal impairments following neonatal immune challenge in mice (2013)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Ibi, Taku Nagai, Akira Nakajima, Hiroyuki Mizoguchi, Takahiro Kawase, Daisuke Tsuboi, Shin-ichi Kano, Yoshiaki Sato, Masahiro Hayakawa, Ulrike C. Lange, David J. Adams, M. Azim Surani, Takaya Satoh, Akira Sawa, Kozo Kaibuchi, Toshitaka Nabeshima, and Kiyofumi Yamada
  • 雑誌名: Glia 巻: 61 ページ: 679-693
  • DOI: 10.1002/glia.22461
  • 査読あり
• [雑誌論文] Akt2 regulates Rac1 activity in the insulin-dependent signaling pathway leading to GLUT4 translocation to the plasma membrane in skeletal muscle cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinsuke Nozaki, Tomoya Takeda, Takuya Kitaura, Nobuyuki Takenaka, Tohru Kataoka, and Takaya Satoh
  • 雑誌名: Cell. Signal. 巻: 25 ページ: 1361-1371
  • DOI: 10.1016/j.cellsig.2013.02.023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of RalA downstream of Rac1 in insulin-dependent glucose uptake in muscle cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinsuke Nozaki, Shuji Ueda, Nobuyuki Takenaka, Tohru Kataoka, Takaya Satoh
  • 雑誌名: Cell. Signal. 巻: 24 ページ: 2111-2117
  • DOI: 10.1016/j.cellsig.2012.07.013.
  • 査読あり
• [学会発表] 骨格筋細胞へのインスリン依存性糖取り込みにおけるRac1下流でのRalAの役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野崎真輔，上田修司，竹中延之，片岡徹，佐藤孝哉
  • 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] 骨格筋細胞でのインスリン依存性糖取り込みにおけるAkt2によるRac1の制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野崎真輔，武田朋也，北浦拓也，竹中延之，片岡徹，佐藤孝哉
  • 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
• [図書] イラストで徹底理解するシグナル伝達キーワード事典 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤孝哉
  • 総ページ数: 349
  • 出版者: 羊土社
• [図書] デブリン生化学 臨床の理解のために （原書7版） (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤孝哉
  • 総ページ数: 1486
  • 出版者: 丸善出版