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2015 年度 実施状況報告書

複合体ダイナミクスと機能プロテオミクスの融合による放射線感受性制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26461880
研究機関東京大学

研究代表者

榎本 敦  東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (20323602)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードDNA損傷シグナル / STK38 / DNA二重鎖切断
研究実績の概要

これまで研究代表者は、1)多くのヒト癌細胞株においてSerine-Threonine Kinase 38 (STK38)活性の亢進が認められること、2)STK38標的としたsiRNAによる発現抑制は、放射線増感を誘導すること、3)STK38がin vitroでp53やCDC25Aをリン酸化することなどを見出してきた。そこで本研究では、STK38をbaitとして、in vivoにおける生理的活性化複合体のプロテオーム解析を行い、DNA損傷シグナル伝達制御における新たな分子基盤の構築とSTK38を標的とした増感メカニズムの解明を目指し、独自の抗活性型STK38抗体およびSTK38の基質リン酸化を指標とした感受性予測法を確立することを目標としている。
これまでのプロテオーム解析の結果、生理的条件下においてSTK38と相互作用する分子として、新たにDNA二本鎖切断修復にかかわる因子を複数同定した。これらのSTK38相互作用分子は、In vitroにおいて、リコンビナントSTK38によってリン酸化されることも判明した。また一部の基質においては、質量分析法によるリン酸化部位の同定にも成功した。現在、これらの新しい基質においてリン酸化部位変異体発現ベクターを作成し、安定的にリン酸化部位変異体を発現する体細胞変異株を樹立中である。今後は、野生型発現株とリン酸化部位変異体発現細胞における放射線感受性、DNA二重鎖切断修復能、アポトーシス誘導能などを比較し、STK38の生理的な意義を明らかにする。さらにリン酸化部位を同定できた基質タンパク質については、部位特異的抗体抗体を作成し、感受性指標としての有用性を検討を行う。
また研究代表者は、本課題に関係する放射線感受性のメカニズムに関して、一般人向けのDVD教材の編集にも携わった(日本アイソトープ協会「Effects of Radiation on Human body」M. Izumi, A. Enomoto, N. Sugiura, H. Tauchi, Y. Matsumoto, B. Y. Hales, K. Shiotsuki, T. Shibata.(2015))。

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

これまで研究代表者は、in vivoにおける生理的活性化複合体のプロテオーム解析を行い、STK38と相互作用する分子として、新たにDNA二本鎖切断修復にかかわる因子を複数同定した。これらのSTK38相互作用分子は、in vitroにおいて、リコンビナントSTK38によってリン酸化されることも判明した。また一部の基質においては、質量分析法によるリン酸化部位の絞り込みも行い、さらにリン酸化の候補部位をアラニンに置換した変異体においてSTK38によるリン酸化が起こらないことを確認し、基質のリン酸化部位を確定した。現在、これらの新しい基質において安定的にリン酸化部位変異体(アラニン置換体)を発現する体細胞変異株を樹立中である。しかしながら、野生型に比べてリン酸化部位変異体の安定株取得は、予想に比べて困難な面があり、今後は温度や薬剤による発現誘導システムを取り入れることも視野に入れている。一方、ヒトHEK293T細胞にリン酸化部位変異体を一過性発現したところ、タンパク質の発現量および安定性に関しては特に野生型と比較して相違はないことを確認している。

今後の研究の推進方策

プロテオーム解析により同定したSTK38相互作用タンパク質の中で、STK38によってリン酸化されるものに関しては、リン酸化部位を同定したのち、リン酸化部位変異体の樹立およびリン酸化部位特異的抗体の作成を進めている。これらのうち、STK38のDNA損傷における活性化および基質のリン酸化の意義を明らかにするため、野生型発現株とリン酸化部位変異体発現細胞における放射線感受性、DNA二重鎖切断修復能、アポトーシス誘導能などを比較検討する。さらにリン酸化部位特異的抗体を作成し、DNA修復遺伝子のノックアウト細胞を含む様々な放射線感受性株におけるリン酸化パターンを比較し、感受性あるいはDNA修復能との相関について解析を行い、感受性指標として有用性を検討する。さらに放射線感受性だけはなく、癌マーカー(浸潤、転移、悪性度等)とのリン酸化パターンの相関について解析を行い、予後マーカーとしての有用性についても検討する。

次年度使用額が生じた理由

実験方法の改良により、当初の計画よりも、条件検討に費やす時間・試薬代等を節約することができた。

次年度使用額の使用計画

次年度への繰り越し金は、本研究最終年度にあたるため、論文発表等の成果公表に向けた準備に充てる予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Serine-Threonine Kinase 38 regulates CDC25A stability and the DNA damage-induced G2/M checkpoint.2015

    • 著者名/発表者名
      T. Fukasawa, A. Enomoto, and K. Miyagawa
    • 雑誌名

      Cellular Signalling

      巻: 27 ページ: 1569-1575

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] PI-3K/mTOR pathway inhibition overcomes radioresitance via suppression of the HIF1-alpha/VEGF pathway in endometrial cancer2015

    • 著者名/発表者名
      A. Miyasaka, K. Oda, Y. Ikeda, O. Wada-Hiraike, T. Kashiyama, A. Enomoto, et al.,
    • 雑誌名

      Gynecologic Oncology

      巻: 138 ページ: 174-180

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 古くて新しいクルクミンの放射線増感メカニズム2016

    • 著者名/発表者名
      榎本 敦
    • 学会等名
      第18回癌治療増感研究シンポジウム
    • 発表場所
      奈良県文化会館(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2016-02-04 – 2016-02-05
  • [学会発表] DNA損傷によって誘発されるSTK38/NDR1の翻訳後修飾とその活性制御における意義2015

    • 著者名/発表者名
      榎本 敦
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-03 – 2015-12-04
  • [学会発表] Multiple roles of STK38 in DNA damage responses2015

    • 著者名/発表者名
      榎本 敦
    • 学会等名
      International Congress of Radiation Research 2015
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都府左京区)
    • 年月日
      2015-05-25 – 2015-05-27
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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