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2016 年度 実績報告書

活性酸素シグナルのユビキチン化を介した新たな制御システムとストレス応答機構の解明

公募研究

研究領域酸素を基軸とする生命の新たな統合的理解
研究課題/領域番号 15H01391
研究機関東北大学

研究代表者

松沢 厚  東北大学, 薬学研究科, 教授 (80345256)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード活性酸素 / シグナル伝達 / ストレス応答 / ユビキチン化 / キナーゼ
研究実績の概要

本研究の目的は、活性酸素(ROS)の強度に応じて、我々が独自に同定したUSP9X、Roquin-2、TRIM48などのユビキチン化関連酵素群が、ASK1活性化のバランスを制御するメカニズムと、その制御を介して細胞死や免疫応答といった異なるストレス応答が適切に誘導される仕組みを分子レベルで解明し、ユビキチン化関連酵素を標的として、そのシステムの異常が原因となる免疫疾患や癌の新たな治療戦略開発に繋げることである。
本年度は、CRISPR-Cas9システムによって作成したRoquin-2などの欠損細胞やコンディショナル遺伝子欠損マウスを用いて、特に、ASK1特異的なユビキチン化酵素であるRoquin-2と、ASK1活性化促進因子として働く、別なユビキチン化酵素TRIM48による、ROS依存的なASK1活性化のバランス制御機構について解析を加えた。解析の結果、Roquin-2欠損細胞では、TRIM48によるASK1のROS依存的なユビキチン化分解が抑制されていたことから、TRIM48によるASK1活性化に伴って、Roquin-2がASK1のユビキチン化分解を亢進させることが判明した。同時に、Roquin-2欠損細胞では、ROS依存的な細胞死に加えて、炎症性サイトカイン産生が減少していた。すなわち、Roquin-2は、ASK1をユビキチン化分解を促進することで、ROS依存的なASK1活性化を介した細胞死および免疫応答を抑制し、TRIM48との相互作用を通じて、細胞死や免疫シグナルのバランスを微調整して、適切なROSシグナル応答を誘導していることが明らかとなった。さらに、TRIM48の実際のユビキチン化分解の標的は、ROS応答性のASK1阻害分子であることも解明した。本結果は、上記のユビキチン化連酵素群が、ROSが関与する自己免疫疾患や癌などの治療標的となる可能性を示している。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] University of Lausanne(Switzerland)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      University of Lausanne
  • [雑誌論文] Trans-fatty acids promote proinflammatory signaling and cell death by stimulating the apoptosis signal-regulating kinase 1 (ASK1)-p38 pathway.2017

    • 著者名/発表者名
      Hirata, Y., Takahashi, M., Kudoh, Y., Kano, K., Kawana, H., Makide, K., Shinoda, Y., Yabuki, Y., Fukunaga, K., Aoki, J., Noguchi, T., Matsuzawa, A.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1074/jbc.M116.771519

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Activation of nuclear receptor CAR by an environmental pollutant perfluorooctanoic acid.2017

    • 著者名/発表者名
      Abe, T., Takahashi, M., Kano, M., Amaike, Y., Ishii, C., Maeda, K., Kudoh, Y., Morishita, T., Hosaka, T., Sasaki, T., Kodama, S., Matsuzawa, A., Kojima, H., Yoshinari, K.
    • 雑誌名

      Arch. Toxicol.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s00204-016-1888-3

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Post-Translational Modifications of the TAK1-TAB Complex.2017

    • 著者名/発表者名
      Hirata, Y., Takahashi, M., Morishita, T., Noguchi, T., Matsuzawa, A.
    • 雑誌名

      Int. J. Mol. Sci.

      巻: 18 ページ: E205

    • DOI

      10.3390/ijms18010205

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thioredoxin and redox signaling: Roles of the thioredoxin system in control of cell fate.2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuzawa, A.
    • 雑誌名

      Arch. Biochem. Biophys.

      巻: 617 ページ: 101-105

    • DOI

      10.1016/j.abb.2016.09.011

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Brefeldin A-inhibited guanine nucleotide-exchange factor 1 (BIG1) governs the recruitment of tumor necrosis factor receptor-associated factor 2 (TRAF2) to tumor necrosis factor receptor 1 (TNFR1) signaling complexes.2016

    • 著者名/発表者名
      Noguchi, T., Tsuchida, M., Kogue, Y., Spadini, C., Hirata, Y., Matsuzawa, A.
    • 雑誌名

      Int. J. Mol. Sci.

      巻: 17 ページ: E1869

    • DOI

      10.3390/ijms17111869

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] キナーゼシグナルを厳密に制御する多様なユビキチン化関連酵素群の生理機能2016

    • 著者名/発表者名
      松沢厚
    • 雑誌名

      日本応用酵素協会誌

      巻: 51 ページ: 7-15

  • [学会発表] ストレス応答キナーゼASK1のユビキチン化修飾による活性制御機構2017

    • 著者名/発表者名
      平田祐介,工藤勇気,森下徹,野口拓也,松沢厚
    • 学会等名
      日本薬学会第137年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2017-03-24 – 2017-03-27
  • [学会発表] 活性酸素シグナルの多様な翻訳後修飾を介した新たな制御システム2017

    • 著者名/発表者名
      松沢厚
    • 学会等名
      第4回新学術領域研究「酸素生物学」全体班会議・公開シンポジウム
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2017-02-09
    • 招待講演
  • [学会発表] STK11/LKB1は脱ユビキチン化酵素CYLDのリン酸化を介してFas誘導性アポトーシスを調節する2016

    • 著者名/発表者名
      土田芽衣,平田祐介,野口拓也,松沢厚
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-11-30 – 2016-12-02
  • [学会発表] ユビキチン化修飾を介したストレス応答キナーゼASK1の活性制御機構2016

    • 著者名/発表者名
      平田祐介,工藤勇気,森下徹,野口拓也,松沢厚
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-11-30 – 2016-12-02
  • [学会発表] RING型ユビキチンリガーゼTRIM48によるストレス応答キナーゼASK1の活性化制御機構の解明2016

    • 著者名/発表者名
      森下徹,平田祐介,野口拓也,松沢厚
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-09-25 – 2016-09-27
  • [学会発表] STK11/LKB1は脱ユビキチン化酵素CYLDのリン酸化を介してFas誘導性アポトーシスを調節している2016

    • 著者名/発表者名
      土田芽衣,平田祐介,野口拓也,松沢厚
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-09-25 – 2016-09-27
  • [学会発表] Roquin-2によるASK1の活性制御を介した免疫応答の調節2016

    • 著者名/発表者名
      工藤勇気,平田祐介,野口拓也,松沢厚
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-09-25 – 2016-09-27
  • [学会発表] ストレス応答シグナルのユビキチン化関連酵素群による新たな調節機構2016

    • 著者名/発表者名
      松沢厚
    • 学会等名
      フォーラム2016 衛生薬学・環境トキシコロジー
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-11
    • 招待講演
  • [学会発表] Trans-fatty acids promote extracellular ATP-induced apoptosis through enhancing ROS-dependent activation of p38 MAP kinase2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hirata, Miki Takahashi, Yuki Kudoh, Takuya Noguchi, Atsushi Matsuzawa
    • 学会等名
      Forum 2016 Pharmaceutical Health Science, Environmental Toxicology
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-11
    • 国際学会
  • [学会発表] 多様なストレス感知-応答制御の仕組み -衛生薬学の視点からのストレス応答シグナル研究の展開-2016

    • 著者名/発表者名
      松沢厚
    • 学会等名
      第3回衛生薬学・環境トキシコロジー 若手研究者の会 シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-09-09
    • 招待講演
  • [学会発表] Roquin-2によるASK1活性制御を介した免疫応答調節機構の解明2016

    • 著者名/発表者名
      平田祐介,工藤勇気,野口拓也,松沢厚
    • 学会等名
      第69回日本酸化ストレス学会学術年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-08-30 – 2016-08-31
  • [学会発表] ユビキチンリガーゼTRIM48を介したストレス応答キナーゼASK1の活性化制御機構の解明2016

    • 著者名/発表者名
      森下徹,平田祐介,野口拓也,松沢厚
    • 学会等名
      第69回日本酸化ストレス学会学術年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-08-30 – 2016-08-31
  • [学会発表] 活性酸素シグナルのユビキチン化を介した新たな制御システムとストレス応答機構の解明2016

    • 著者名/発表者名
      松沢厚
    • 学会等名
      新学術領域研究「酸素を基軸とする生命の新たな統合的理解」第3回班会議
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-05-28 – 2016-05-29
  • [学会発表] Mechanisms of ROS-induced ASK1 activation regulated by ubiquitin-related enzymes2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Hirata, Takuya Noguchi, Atsushi Matsuzawa
    • 学会等名
      The 9th International Conference on the Biology, Chemistry, and Therapeutic Applications of Nitric Oxide (Symposium)
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2016-05-20 – 2016-05-22
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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