蛋白質相互作用におけるパターン認識のモレキュラーダイナミクス

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25220205
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 浜窪 隆雄 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90198797)
• 研究分担者: 堀内 恵子 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (00456203) ; 太期 健二 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (20466866) ; 川村 猛 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (70306835) ; 篠田 恵子 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (80646951) ; 津本 浩平 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90271866)
• 研究期間 (年度): 2013-05-31 – 2018-03-31
• キーワード: スプライシング / 自然免疫 / タンパク質相互作用 / 分子認識 / コンピュータシミュレーション

研究実績の概要

i)ＰＴＸ３の分子認識機構と自然免疫
ヒストンの血管内皮細胞傷害作用とそれに対するＰＴＸ３のヒストン凝集反応による保護作用、および敗血症モデルマウスにおけるＰＴＸ３の保護作用についてScience Signaling誌に発表した。論文は敗血症の治療薬の可能性を示唆するものとして高く評価され、Editor’s choiceとして紹介された。作製したヒストンＨ３抗体は、Ｈ３の血管内皮細胞傷害活性を阻害することが判明したが、認識エピトープが傷害活性部位にあたるか否かは、今後の解析が必要である。また、ヒストンによるＨＵＶＥＣの細胞傷害が特異的な細胞死を誘導している可能性を見出し、マーカーとしての有用性の検討にはいった。また、並行して行っている新学術領域研究（24108007）「プラズマ医療科学の創成」プロジェクトで、腹部手術における癒着モデルマウスの作出に成功し、当該マウスを用いて本研究にてＰＴＸ３の創傷治癒における役割についての解析を開始した。
ii)ＲＮＡプロセッシングと細胞周期および細胞分化とのかかわり
ＷＴＡＰのバキュロウイルス発現系は収率が非常に低く、大腸菌での発現系に絞って、精製系を確立した。核酸との結合部位の候補を特定し、精製タンパク質を用いて阻害剤のスクリーニングを開始した。また、結晶構造解析のための共同研究を開始した。ＨＵＶＥＣで、ＷＴＡＰによるオルタナティブスプライシングが調節される遺伝子をｍＲＮＡシークエンスにより数個同定した。さらにＷＴＡＰの分化に関する役割を解明するため、血球系の分化モデル細胞（ＴＨＰ－１，ＨＬ６０）での解析を開始した。

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

ＰＴＸ３の敗血症に対する効果およびヒストンとの凝集活性について、Science Signaling誌に掲載され、サイエンス誌のブログにも紹介されるなど高評価を受けた。ＷＴＡＰの複合体解析で昨年度同定発表したＭＴＡ７０はｍ６アデノシンメチル転移酵素の活性があり、ｍＲＮＡの安定性にかかわる重要なファクターとして注目を浴び、我々の先行論文が引用された。また、アメリカの研究者との共同研究がスタートした。

今後の研究の推進方策

ＰＴＸ３とヒストンの相互作用および血管内皮細胞傷害の分子メカニズムの研究を続行するとともに、敗血症（エボラ出血熱やデング出血熱などのウイルス感染時を含めて）での治療薬の可能性を探る。また、癒着モデルマウスによる創傷治癒との関連や、川崎病の病態との関連も探る。ＷＴＡＰは精製タンパク質を基にＲＮＡとの結合阻害物質をスクリーニングするとともに、血球分化のバイオロジーの解析を開始する。

研究成果

• [雑誌論文] Differential expression of pentraxin 3 in neutrophils. (2015)
  • 著者名/発表者名: Razvina O , Jiang S , Matsubara K , Ohashi R , Hasegawa G , Aoyama T , Daigo K , Kodama T , Hamakubo T , Naito M.
  • 雑誌名: Experimental and Molecular Pathology 巻: 98(1) ページ: 33-40
  • DOI: 10.1016/j.yexmp.2014.11.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical corrector treatment ameliorates increased seizure susceptibility in a mouse model of familial epilepsy. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yokoi N , Fukata Y , Kase D , Miyazaki T , Jaegle M , Ohkawa T , Takahashi N , Iwanari H , Mochizuki Y , Hamakubo T , Imoto K , Meijer D , Watanabe M , Fukata M.
  • 雑誌名: Nature Medicine 巻: 21(1) ページ: 19-26
  • DOI: 10.1038/nm.3759
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural features of interfacial tyrosine residue in ROBO1 fibronectin domain-antibody complex: Crystallographic, thermodynamic, and molecular dynamic analyses. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakayama T , Mizohata E , Yamashita T , Nagatoishi S , Nakakido M , Iwanari H , Mochizuki Y , Kado Y , Yokota Y , Satoh R , Tsumoto K , Fujitani H , Kodama T , Hamakubo T , Inoue T.
  • 雑誌名: Protein Science 巻: 24(3) ページ: 328-40
  • DOI: 10.1002/pro.2619
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conjugation-free, visual, and quantitative evaluation of inhibitors on protein tyrosine kinases and phosphatases with a luminescent Tb(III) complex. (2014)
  • 著者名/発表者名: Akiba H, Sumaoka J, Hamakubo T, Komiyama M.
  • 雑誌名: Anal Bioanal Chem. 巻: 406(12) ページ: 2957-64
  • DOI: 10.1007/s00216-014-7707-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immunostaining of oxidized DJ-1 in human and mouse brains. (2014)
  • 著者名/発表者名: Saito Y , Miyasaka T , Hatsuta H , Takahashi-Niki K , Hayashi K , Mita Y , Kusano-Arai O , Iwanari H , Ariga H , Hamakubo T , Yoshida Y , Niki E , Murayama S , Ihara Y , Noguchi N.
  • 雑誌名: Journal of Neuropathology and Experimental Neurology. 巻: 73(7) ページ: 714-28
  • DOI: 10.1097/NEN.0000000000000087.
  • 査読あり
• [雑誌論文] PPARβ/δ activation of CD300a controls intestinal immunity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanaka T , Tahara-Hanaoka S , Nabekura T , Ikeda K , Jiang S , Tsutsumi S , Inagaki T , Magoori K , Higurashi T , Takahashi H , Tachibana K , Tsurutani Y , Raza S , Anai M , Minami T , Wada Y , Yokote K , Doi T , Hamakubo T , Auwerx J , Gonzalez FJ , Nakajima A , Aburatani H , Naito M , Shibuya A , Kodama T , Sakai J.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 4:5412 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1038/srep05412
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Gα13/PDZ-RhoGEF/RhoA Signaling is Essential for Gastrin Releasing Peptide-receptor Mediated Colon Cancer Cell Migration. (2014)
  • 著者名/発表者名: Patel M, Kawano T, Suzuki N, Hamakubo T, Karginov AV, Kozasa T.
  • 雑誌名: Mol Pharmacol. 巻: 86(3) ページ: 252-62
  • DOI: 10.1124/mol.114.093914
  • 査読あり
• [雑誌論文] A 90Y-labelled anti-ROBO1 monoclonal antibody exhibits antitumour activity against hepatocellular carcinoma xenografts during ROBO1-targeted radioimmunotherapy. (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara K, Koyama K, Suga K, Ikemura M, Saito Y, Hino A, Iwanari H, Kusano-Arai O, Mitsui K, Kasahara H, Fukayama M, Kodama T, Hamakubo T, Momose T.
  • 雑誌名: EJNMMI Research 巻: 4:29 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1186/s13550-014-0029-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Generation of antibodies against membrane proteins. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hamakubo T , Kusano-Arai O , Iwanari H
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta. 巻: 1844(11 ページ: 1920-1924
  • DOI: 10.1016/j.bbapap.2014.08.007.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protective effect of the long pentraxin PTX3 against histone-mediated endothelial cell cytotoxicity in sepsis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Daigo K , Nakakido M , Ohashi R , Fukuda R , Matsubara K , Minami T , Yamaguchi N , Inoue K , Jiang S , Naito M , Tsumoto K , Hamakubo T.
  • 雑誌名: Sci Signal. 巻: 7(343) ページ: ra88
  • DOI: 10.1126/scisignal.2005522.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Laboratory-size three-dimensional x-ray microscope with Wolter type I mirror optics and an electron-impact water window x-ray source. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohsuka S , Ohba A , Onoda S , Nakamoto K , Nakano T , Miyoshi M , Soda K , Hamakubo T.
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments. 巻: 85(9) ページ: 093701
  • DOI: Review of Scientific Instruments.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proteoliposome-based selection of a recombinant antibody fragment against the human M2 muscarinic acetylcholine receptor. (2014)
  • 著者名/発表者名: Suharni , Nomura Y , Arakawa T , Hino T , Abe H , Nakada-Nakura Y , Sato Y , Iwanari H , Shiroishi M , Asada H , Shimamura T , Murata T , Kobayashi T , Hamakubo T , Iwata S , Nomura N.
  • 雑誌名: Monoclon Antib Immunodiagn Immunother. 巻: 33(6) ページ: 378-85
  • DOI: 10.1089/mab.2014.0041.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical initiatives linking Japanese and Swedish healthcare resources on cancer studies utilizing Biobank Repositories. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishimura T , Kawamura T , Sugihara Y , Bando Y , Sakamoto S , Nomura M , Ikeda N , Ohira T , Fujimoto J , Tojo H , Hamakubo T , Kodama T , Andersson R , Fehniger TE , Kato H , Marko-Varga G.
  • 雑誌名: Clin Transl Med. 巻: 3(1) ページ: 61
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 膜タンパク質抗体の作製とドラッグデザイン (2015)
  • 著者名/発表者名: 浜窪隆雄
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-25
  • 招待講演
• [学会発表] The Establishment of Peritoneal Adhesion Mouse Model For The Plasma Medicine (2015)
  • 著者名/発表者名: Keita Soda,Hiroharu Yamashita,Kyungho Chang, Nobuyuki Shimizu,Takao Hamakubo
  • 学会等名: The 2nd international Workshop on Plasma for Cancer Treatmant
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2015-03-16
• [学会発表] ②Pentraxin 3 in Coronary Artery Lesions in Kawasaki Disease (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Kitoh, Yoshiro Kitagawa, Atsushi Kaneko, Masaki Shimizu, Akihiro Yachie, Nariaki Kume, Takao Hamakubo
  • 学会等名: 11th International Kawasaki Disease Symposium
  • 発表場所: ハワイ
  • 年月日: 2015-02-03 – 2015-02-06
• [学会発表] 胃がん転移のPET イメージングのための小分子化抗体のプローブ作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 浜窪 隆雄
  • 学会等名: 分子イメージングによる次世代がん研究と抗がん創薬・治療の推進
  • 発表場所: 東京（竹橋）
  • 年月日: 2015-01-26
  • 招待講演
• [学会発表] 敗血症におけるペントラキシン3の血管内皮細胞保護効果について (2014)
  • 著者名/発表者名: 浜窪 隆雄
  • 学会等名: 第20回エンドトキシン・自然免疫研究会
  • 発表場所: 東京（御茶ノ水）
  • 年月日: 2014-12-04 – 2014-12-05
  • 招待講演
• [学会発表] 診断・治療のための小分子化抗体の設計について (2014)
  • 著者名/発表者名: 浜窪隆雄
  • 学会等名: 次世代バイオ医薬品創出の向けた設計・基盤技術最前線
  • 発表場所: 東京（御茶ノ水）
  • 年月日: 2014-10-20
  • 招待講演
• [学会発表] 難溶性蛋白質KAP8.1の溶液状態と粉末状態の多面的な解析による特徴付け (2014)
  • 著者名/発表者名: Ganbat Javkhlan、松長 遼、秋葉 宏樹、下村 裕、新井 修、岩成 宏子、浜窪 隆雄、津本 浩平
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-16
• [学会発表] 抗原ペプチドへの蛋白質融合が抗原－抗体相互作用に及ぼす影響の熱力学的評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮鍋 一紘、秋葉 宏樹、中木戸 誠、新井 修、岩成 宏子、浜窪 隆雄、津本 浩平
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-16
• [備考] 浜窪隆雄研究室 トピックス
  • URL: http://www.qbm.rcast.u-tokyo.ac.jp/topics
• [備考] Hamakubo Lab Topics
  • URL: http://www.qbm.rcast.u-tokyo.ac.jp/en/topics/
• [備考] 先端研ヘッドラインニュース
  • URL: http://www.rcast.u-tokyo.ac.jp/whatsnew/002_ja.html
• [備考] 東京大学プレスリリース記者発表一覧
  • URL: http://www.u-tokyo.ac.jp/public/public01_260917_j.html