p32遺伝子ノックアウトによる活性酸素産生、電子伝達系、サイトカイン産生の変化

2011 年度 実績報告書

• 研究領域: 活性酸素のシグナル伝達機能
• 研究課題/領域番号: 23117712
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 康 東天 九州大学, 医学研究院, 教授 (80214716)
• キーワード: p32 / 活性酸素 / ノックアウトマウス / ミトコンドリア / 翻訳 / 自然免疫 / 炎症性サイトカイン

研究概要

(1)組織特異的32ノックアウトマウスの作製
現在組織特異的ノックアウトマウス(β細胞、心筋、血管内皮、神経)を作成中である。β細胞および神経細胞特異的ノックアウトマウスではホモのマウスが生まれた。心筋、血管内皮に関しては、まだ新生児のゲノム解析を継続している段階で、ホモのノックアウトマウスの誕生は確認されていない。
(2)MEF細胞株を用いたミトコンドリア呼吸機能解析
p32ノックアウトMEF細胞株を樹立した。p32ノックアウトMEF細胞株では細胞内活性酸素の産生がコントロールに比べ2倍ほどに増強していた。ミトコンドリアDNAでコードされるサブユニットを含む電子伝達系の複合体I,III,IVの活性が激減しており、活性酸素の増加もそれに起因すると思われる。電子伝達系野活性低下の原因はミトコンドリア内における翻訳が強く低下していることであることが明らかになった。翻訳低下はミトコンドリアリボソームの形成低下が原因であり、p32はミトコンドリアリボソームの安定的形成に重要な因子であることを明らかにした。
(3)MEF細胞株を用いたサイトカイン発現解析
p32ノックアウトMEF細胞を用いて、各種炎症性サイトカインならびにインターフェロンのmRNA量をRT-PCR法で定量し、いくつかの因子で産生増加を認めている。現在、その増加に(1)活性酸素が寄与しているのか、(2)産生刺激から転写までのどのシグナル伝達経路のどの段階に責任があるのかを一つ一つ転写の下流からチェックしている所である。

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

計画していた実験はほぼ年度内に実施しており、一定の結論を出すことが出来ている。

今後の研究の推進方策

組織特異的ノックアウトが少なくとも2種類はホモのノックアウトマウスが誕生しているため、全身性のノックアウトでは出来なかった個体レベルでの実験が可能になっている。残りの2種について、ホモのノックアウトマウスが胎生致死であった場合の実験計画がまだ確定していない。現在生まれるマウスが増加しているため、実験従事者の不足が懸念されており、残りの2種が胎生致死の場合は、その2種の実験継続をとりあえず放棄することも対応として考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of mitochondrial transcription factor a overexpression on motor neurons in amyotrophic lateral sclerosis model mice (2012)
  • 著者名/発表者名: Morimoto, N., Miyazaki, K., Kurata, T., Ikeda, Y., Matsuura, T., Kang, D., Ide, T., Abe, K.
  • 雑誌名: J Neurosci Res 巻: 90 ページ: 1200-1208
  • 査読あり
• [雑誌論文] Localization of mRNAs encoding human mitochondrial oxidative phosphorylation proteins, (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, S., Uchiumi, T., Saito, T., Yagi, M., Takazaki, S., Kanki, T., Kang, D.
  • 雑誌名: Mitochondrion 巻: 12 ページ: 391-398
  • DOI: 10.1016/j.mito.2012.02.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitophagy plays an essential role in reducing mitochondrial production of reactive oxygen species and mutation of mitochondrial DNA by maintaining mitochondrial quantity and quality in yeast (2012)
  • 著者名/発表者名: Kurihara, Y., Kanki, T., Aoki, Y., Hirota, Y., Saigusa, T., Uchiumi, T., Kang, D.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 287 ページ: 3265-3272
  • DOI: M111.280156[pii]10.1074/jbc.M111.280156
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ribonucleoprotein Y-box binding protein-1 regulates mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) protein expression after serum stimulation through binding to OXPHOS mRNA (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, S., Uchiumi, T., Tanamachi, H., Saito, T., Yagi, M., Takazaki, S., Kanki, T., Kang, D.
  • 雑誌名: Biochem J. 巻: 443 ページ: 573-584
  • DOI: BJ20111728[pii]10.1042/BJ20111728
  • 査読あり
• [雑誌論文] mtSSB may sequester UNG1 at mitochondrial ssDNA and delayuracil processing until the dsDNA conformation is restored (2012)
  • 著者名/発表者名: Wollen Steen, K., Doseth, B., M, P.W., Akbari, M., Kang, D., Falkenberg, M., Slupphaug, G.
  • 雑誌名: DNA Repair (Amst) 巻: 11 ページ: 82-91
  • DOI: 10.1016/j.dnarep.2011.10.026S1568-7864(11)00321-1[pii]
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of Serine 114 on Atg32 mediates mitophagy (2011)
  • 著者名/発表者名: Aoki, Y., Kanki, T., Hirota, Y., Kurihara, Y., Saigusa, T., Uchiumi, T., Kang, D.
  • 雑誌名: Mol Biol Cell 巻: 22 ページ: 3206-3217
  • DOI: mbc.E11-02-0145[pii]10.1091/mbc.E11-02-0145
  • 査読あり
• [雑誌論文] Frequent Truncating Mutation of TFAM Induces Mitochondrial DNA Depletion and Apoptotic Resistance in Microsatellite-Unstable Colorectal Cancer (2011)
  • 著者名/発表者名: Guo, J., Zheng, L., Liu, W., Wang, X., Wang, Z., Wang, Z., French, A.J., Kang, D., Chen, L., Thibodeau, S.N., Liu, W.
  • 雑誌名: Cancer Res 巻: 71 ページ: 2978-2987
  • DOI: 0008-5472.CAN-10-3482[pii]10.1158/0008-5472.CAN-10-3482
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of TFAM-associated proteins in mitochondrial RNA metabolism (2011)
  • 著者名/発表者名: Uchiumi, T., Kang, D.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta 巻: 1820 ページ: 565-570
  • DOI: S0304-4165(11)00211-X[pii]10.1016/j.bbagen.2011.08.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitochondrial p32/C1QBP is highly expressed in prostate cancer and is associated with shorter prostate-specific antigen relapse time after radical prostatectomy (2000)
  • 著者名/発表者名: Amamoto, R., Yagi, M., Song, Y., Oda, Y., Tsuneyoshi, M., Naito, S., Yokomizo, A., Kuroiwa, K., Tokunaga, S., Kato, S., Hiura, H., Samori, T., Kang, D., Uchiumi, T.
  • 雑誌名: Cancer Sci 巻: 102 ページ: 639-647
  • DOI: 10.1111/j.1349-7006.2010.01828.x
  • 査読あり
• [学会発表] ミトコンドリアゲノムと酸化ストレス:TFAMから見る細胞機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 康東天
  • 学会等名: 第22回生物試料分析科学会年次学術集会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20120310-20120311
• [学会発表] Implications of mitochondrial oxidative stress in common diseases (2012)
  • 著者名/発表者名: Dongchon Kang
  • 学会等名: International symposium of mitochondrial biomedicine & ASMRM Council Meeting
  • 発表場所: Hangzhou, China
  • 年月日: 2012-04-08
• [学会発表] ミトコンドリアDNA量と生体ホメオスクーシスの維持に関するマウスモデルによる検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井手友美、康東天
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20110921-20110924
• [学会発表] Phosphorylation of ser114 on ATG32 mediates mitophagy (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomotake Kanki, Yoshimasa Aoki, Yusuke Kurihara, Tetsu Saigusa, Takeshi Uchiumi, Dongchon Kang
  • 学会等名: The 8th Conference of Asian Society for Mitochondrial Research and Medicine
  • 発表場所: Kagoshima, Japan
  • 年月日: 20110831-20110904
• [学会発表] Recombinant TFAM attenuates pathological remodeling in cardiac myocytes via inhibiting NAFAT signaling (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeo Fujino, Tomomi Ide, Masayoshi Yoshida, Atushi Tanaka, Ken Onitsuka, Yuko Hata, Takako Takehara, Shinya Takazaki, Mothohiro Nishida, Dongchon Kang, Kenji Sunagawa
  • 学会等名: The 8th Conference of Asian Society for Mitochondrial Research and Medicine
  • 発表場所: Kagoshima, Japan
  • 年月日: 20110831-20110904
• [学会発表] 生化学検査標準化と共通基準範囲に向けて (2011)
  • 著者名/発表者名: 康東天
  • 学会等名: 日常検査の現状と将来
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20110408-20110410
• [学会発表] MayTurner症候群に関連する血栓性閉塞と良好な下腹壁静脈の副側血行を呈した先天的AT欠損の若年症例 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤波舞、伊藤和史、高岡理恵、羽室雅夫、篠原未帆、浦田美秩代、康東天、濱崎直孝
  • 学会等名: 第195回日本内科学会近畿地方会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-09-10
• [学会発表] Importance of Mitochondrial genome in cellular functions : Oxidative stress and TFAM (2011)
  • 著者名/発表者名: D.Kang
  • 学会等名: 2011Mckay International symposium On mitochondrial medicine in human health and diseases
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2011-07-09
• [図書] Importance of mitochondrial genome in multiple cellular functions : A central role of TFAM in its maintenance (2011)
  • 著者名/発表者名: Kang, D.
  • 総ページ数: 20
  • 出版者: Research Signpost, Kerala
• [備考]
  • URL: http://www.med.kyushu-u.ac.jp/cclm/