プロテアソームとオートファジーのクロストークとその破綻による凝集体形成機構の解明

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26860224
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 蔭山 俊 新潟大学, 医歯学系, 助教 (30624225)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: オートファジー / ユビキチン-プロテアソームシステム / Sqstm1/p62 / Atg7 / psmc1 / Nrf2 / 凝集体 / Sqstm1-GFP

研究実績の概要

今年度は、ユビキチン陽性凝集体の形成責任因子であるSqstm1/p62 (以下、Sqstm1)を、生細胞内で内因性Sqstm1の動態を評価できるノックインマウス (Sqstm1-GFP KI マウス)を作製し、論文として発表した (Eino et al., JCB, 2015)。環境ストレスは、Sqstm1遺伝子発現誘導やオートファジーによるSqstm1タンパク質代謝によりSqstm1のレベルを変動させると共にSqstm1の細胞内局在も変える。このSqstm1の特性は、内因性Sqstm1分子の細胞内動態や役割を評価すること難しくしていた。そこで我々はC末端にGFPを融合させたSqstm1-GFPを発現するノックインマウス（Sqstm1-GFP KI）を作成した。環境ストレスの一つである亜砒酸処理はSqstm1-GFPの遺伝子発現を誘導し、Sqstm1-GFPタンパク質の細胞内に蓄積、GFP陽性の凝集体形成を促した。亜砒酸を除去すると、それら構造体はオートファジーにより分解された。さらに、Sqstm1-GFP KIマウス肝臓においてオートファジーを抑制すると、Sqstm1-GFP KIマウスは肝臓においてSqstm1-GFPを蓄積し、凝集体の形成を伴った肝障害を引き起こした。これらの結果は、Sqstm1-GFP KIマウスが生細胞、個体におけるSqstm1やオートファジー研究の強力なツールになることを意味している。
研究期間全体として、選択的オートファジー発動時のNrf2活性が生体防御に働くことを初めて明らかにし、細胞はタンパク質恒常性の破綻に応答した複数の細胞防御機構を発揮できることを示した。また、ユビキチン陽性凝集体の形成責任因子であるSqstm1の内在性動態を評価できるノックインマウスを作製し、今後の強力な研究ツールを作製するに至った。

研究成果

• [雑誌論文] Sqstm1-GFP knock-in mice reveal dynamic actions of Sqstm1 during autophagy and under stress conditions in living cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Eino A, Kageyama S, Uemura T, Annoh H, Saito T, Narita I, Waguri S, Komatsu M
  • 雑誌名: Journal of cell science 巻: 128 ページ: 4453-4461
  • DOI: 10.1242/jcs.180174
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Megalin-Mediated Tubuloglomerular Alterations in High-Fat Diet-Induced Kidney Disease (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuwahara S, Hosojima M, Kaneko R, Aoki H, Nakano D, Sasagawa T, Kabasawa H, Kaseda R, Yasukawa R, Ishikawa T, Suzuki A, Sato H, Kageyama S, Tanaka T, Kitamura N, Narita I, Komatsu M, Nishiyama A, Saito A
  • 雑誌名: Journal of the American Society of Nephrology : JASN 巻: Nov 3 ページ: -
  • DOI: 10.1681/ASN.2015020190
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Sqstm1-GFP knock-in mice reveal dynamic actions of Sqstm1 in living cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Shun Kageyama, Atsushi Eino, Takefumi Uemura, Satoshi Waguri and Masaaki Komatsu
  • 学会等名: Joint Japan-Korea Young Investigator Conference on Autophagy (A3)
  • 発表場所: NIIGATA MEDICAL PROFESSIONALS DEVELOPMENT CENTER, NIIGATA UNIVERSITY, 757, Ichibancho, Asahimachidori, Chuo-ku, Niigata-shi, Niigata, JAPAN
  • 年月日: 2016-02-18 – 2016-02-18
• [学会発表] Alfyによるメンブレントラフィック制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 蔭山 俊、和栗 聡、鐘ヶ江 裕美、曽 友深、一村 義信、斎藤 泉、福田 光則、小松 雅明
  • 学会等名: BMB2015（第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会）
  • 発表場所: 神戸国際展示場 1号館1F、兵庫県神戸市中央区港島中町６丁目１１－１
  • 年月日: 2015-12-02 – 2015-12-02
• [学会発表] Sqstm1-GFPノックインマウスを用いたSqstm1/p62の動態解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: Eino A, Kageyama S, Uemura T, Annoh H, Saito T, Narita I, Waguri S, Komatsu M
  • 学会等名: 第3 回新学術「オートファジー」班会議 (第9 回オートファジー研究会
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場、兵庫県淡路市夢舞台１
  • 年月日: 2015-11-16 – 2015-11-16