A20によるcIAP1制御の分子機構と疾患発症における意義

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25460356
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 山口 憲孝 千葉大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (80399469)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: シグナル伝達

研究概要

A20は、N末端側のOTUドメインとC末端側の7つのzinc fingerモチーフ(ZnF)より構成されており、OTUドメインを介してポリユビキチン鎖分解酵素として働く一方で、4番目のZnFを介してユビキチン結合酵素としても働くユニークなタンパク質である。ノックアウトマウスの解析などから、A20はこれらの酵素活性依存的にシグナル伝達因子の不活性化を導いて、炎症反応や細胞増殖・分化を制御するNF-κBシグナルの抑制因子として働くことが明らかになっている。しかし、申請者はこれまでに、プロテオーム解析にてA20の新規結合タンパク質の探索を行い、A20が7番目のZnFを介してユビキチン結合酵素cIAP1に結合すること明らかにした。cIAP1はNF-κBシグナルや細胞死シグナルの重要な制御因子であるから、これらのシグナル伝達系におけるA20とcIAP1との相互作用の役割について解析を行ってきた。cIAP1は、NF-κBシグナルを活性化するタンパク質リン酸化酵素NF-κB inducing kinase(NIK)の分解を誘導する機能を有することから、まず始めにこの機能とA20との関連を解析した。その結果、A20はcIAP1を抑制してNIKの安定化を導き、NF-κB活性化を誘導する機能をもつことを明らかにした(Yamaguchi N. et al. Scientific Reports 2013)。現在、cIAP1との結合能を欠損したA20変異体を発現するノックインマウスの作製を進めると共に、cIAP1の他の機能におけるA20の役割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

本年度は、cIAP1によるNIK分解活性におけるA20の役割の解析を進め、A20がcIAP1による分解活性を抑制してNIKを安定化しNF-κBを活性化することを明らかにし、Scientific Reports誌に論文発表した。現在、cIAP1の他の分子機能におけるA20の役割解析を進め、NF-κBシグナルのNIK以外の制御機構や細胞死制御機構も明らかになりつつあり、本研究はおおむね順調に進展していると考えている。

今後の研究の推進方策

引き続き、cIAP1によるNF-κBや細胞死シグナル制御機能におけるA20の役割解析を進めるとともに、cIAP1結合能を欠損したA20 ZnF7変異体ノックインマウスの作製を進め、in vivoにおけるA20とcIAP1との相互作用の意義について解析を行う。

次年度の研究費の使用計画

本年度に行った論文作成に予想以上に時間がかかり、実験を計画どおりに進められなかったため。
翌年度は、繰越分の大部分を物品費にあてて研究を効率良く進める。

研究成果

• [雑誌論文] Activation of the prereplication complex is blocked by mimosine through reactive oxygen species-activated ataxia telangiectasia mutated (ATM) protein without DNA damage. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sho-ichi Kubota, Yasunori Fukumoto, Ken-ichi Ishibashi, Shuhei Soeda, Ryuzaboro Yuki, Yuji Nakayama, Kazumasa Aoyama, Noritaka Yamaguchi, and Naoto Yamaguchi
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 289 ページ: 5730-5746
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.546655.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of A20 in the molecular switch that activates the non-canonical NF-кB pathway. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi N, Oyama M, Kozuka-Hata H, Inoue J.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 ページ: 2568
  • DOI: doi: 10.1038/srep02568.
  • 査読あり
• [雑誌論文] NF-κB non-cell-autonomously regulates cancer stem cell populations in the basal-like breast cancer subtype. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto M, Taguchi Y, Ito-Kureha T, Semba K, Yamaguchi N, Inoue J
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 4 ページ: 2299
  • DOI: doi: 10.1038/ncomms3299.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of long and winding nuclear F-actin bundles by nuclear c-Abl tyrosine kinase. (2013)
  • 著者名/発表者名: Aoyama K, Yuki R, Horiike Y, Kubota S, Yamaguchi N, Morii M, Ishibashi K, Nakayama Y, Kuga T, Hashimoto Y, Tomonaga T, Yamaguchi N.
  • 雑誌名: Experimental Cell Research 巻: 319 ページ: 3251-3268
  • DOI: doi: 10.1016/j.yexcr.2013.09.003.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of KRAB-associated protein 1 (KAP1) at Tyr-449, Tyr-458, and Tyr-517 by nuclear tyrosine kinases inhibits the association of KAP1 and heterochromatin protein 1α (HP1α) with heterochromatin. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kubota S, Fukumoto Y, Aoyama K, Ishibashi K, Yuki R, Morinaga T, Honda T, Yamaguchi N, Kuga T, Tomonaga T, Yamaguchi N.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 288 ページ: 17871-17883
  • DOI: doi: 10.1074/jbc.M112.437756.
  • 査読あり
• [学会発表] The ubiquitin-editing enzyme A20 regulates NF-κB and cell death pathways through regulation of the ubiquitin E3 ligase cIAP1. (2014)
  • 著者名/発表者名: Noritaka Yamaguchi, Kazumasa Aoyama, Nozomi Fujiwara, Ryuzaburo Yuki, Sho Kubota, Naoto Yamaguchi.
  • 学会等名: Keystone Symposia, The Chemistry and Biology of Cell Death
  • 発表場所: Santa Fe, NM, USA
  • 年月日: 20140222-20140222
• [学会発表] A20の7番目のZinc fingerモチーフはTNFによるアポトーシスの抑制に必要である. (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口憲孝, 柴崎美里, 藤原 希, 本田拓也, 幸 龍三郎, 青山和正, 山口直人.
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20131203-20131203