研究課題
PINK1を中心としたミトコンドリア恒常性維持機構を解明するために、当該年度はPINK1及びミトコンドリア関連遺伝子の発現制御機構について解析を行った。PINK1とミトコンドリア新生に関与するPGC-1αのプロモーター上に抗酸化転写制御因子NRF2の結合配列を見出したことから、NRF2による転写制御に着目した。酸化ストレスやミトコンドリアにストレスを与える環境で、NRF2の活性化が起こり、PINK1 mRNAの発現が増加した。この発現増加はNRF2のsiRNAによるノックダウンで減少した。タンパク質レベルでは、NRF2によって発現が増加したPINK1がミトコンドリアの膜電位低下に伴い蓄積する様子が観察された。損傷ミトコンドリア上でのPINK1蓄積はマイトファジーを誘導し、損傷ミトコンドリアの分解を促進する。またNRF2は酸化ストレスなどによって誘導される細胞死を抑制する働きを持ち、その抑制機構の一部をPINK1が担っていることを見出した。これらの結果から、ミトコンドリアに損害が及ぶような環境下でNRF2が活性化し、PINK1の発現誘導、マイトファジーの活性化を通じて細胞生存に寄与していることを新たに見出した。PINK1と共にプロモーター上にNRF2の結合配列を見出したPGC-1αはミトコンドリア新生に関与する重要な転写因子である。PINK1と同様、PGC-1αmRNAの発現が酸化ストレス環境下で増加することを確認した。またPGC-1αの強制発現は酸化ストレスによって誘導される細胞死を減少させた。これらの結果からNRF2が損傷ミトコンドリアの除去のみならず、ミトコンドリア新生を通じて細胞生存に寄与している可能性が示唆されたので、今後更に検討を行う。
3: やや遅れている
NRF2のPINK1転写制御を介したミトコンドリア恒常性維持について、平成26年度中に論文として発表する予定であったが、Reviseに時間がかかり、掲載まで至らなかった。早急にRevise実験を終了させ、再投稿を行う。
酸化ストレスによって誘導される細胞死が、ミトコンドリアを新しく生み出すことによって防がれているかどうかを解明していく。具体的には先に見出したNRF2、PGC-1αが、酸化ストレス環境下でミトコンドリア新生を誘導しているかどうかを解析していく。この経路の活性化・抑制によるミトコンドリア状態や細胞生存について解析し、神経細胞生存やパーキンソン病予防におけるミトコンドリア恒常性維持の重要性を示していきたい。またこれらの過程でのミトコンドリア状態を可視化するためのベクターを構築している。既に申請書に記載したNRF2結合配列を含むプロモーターとPINK1遺伝子下流にRFP遺伝子をつないだベクターを構築した。今後このベクターを用いた安定発現細胞株を獲得し、ストレス環境下でのミトコンドリアの状態を解析していく予定である。
すべて 2014
すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)
Journal of Biological Chemistry
巻: 289(34) ページ: 23389-402
10.1074/jbc.M114.573071
