バソプレシンの生合成機構に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14570059
• Research Institution: CHUGOKUGAKUEN UNIVERSITY
• Principal Investigator: 森脇 晃義 中国学園大学, 現代生活学部, 教授 (10144742)
• Keywords: バソプレシン / オキシトシン / Elongation Factor 2 / 室傍核 / 視索上核 / Ca2+ / カルモデュリンキナーゼIII / 翻訳制御

Research Abstract

研究代表者はCa2+/カルモデュリン依存性キナーゼIIIに注目して実験研究を始めた。この酵素はElongation Factor2(EF2)をその唯一の基質とする。EF2はmRNAに結合したリボゾームを移動させ、ペプチド鎖を伸長させるモータータンパク質である。EF2がリン酸化されると、mRNAからの翻訳が止まると報告されている。しかし、最近になって、リン酸化されることによって、かえって合成が増すタンパク質が存在することが培養神経細胞で発見された。
これまでに研究代表者は次のことを明らかとしてきた。1、室傍核と視索上核の神経細胞群が生理的条件下で特異的にリン酸化型EF2を持つ。また、小脳Purkinje細胞や小脳核にもリン酸化型EF2が存在する。2、これらの神経核においてリン酸化型EF2がバソプレシン、あるいはオキシトシンと共存する。3、ラットに高浸透圧刺激を与え、血中バソプレシンの上昇を惹起させると。これらの神経核で、リン酸化型EF2が増加する。しかしこの刺激は小脳のリン酸化型EF2を増加さない。4、脱リン酸化型EF2とCa2+/カルモデュリン依存性キナーゼIIIは脳内に普遍的に存在する。5、リン酸化型EF2の働きを模倣するシクロヘキサマイドを投与すると、生理的条件下で、血中バソプレシンが増加した。
これらの結果は、高浸透圧刺激に応答するバソプレシン合成の増加にはmRNAからの翻訳の促進による過程が存在すること。そしてその促進にはEF2のリン酸化が関与することを示唆する。
バソプレシン、オキシトシンおよびそれらの前駆体mRNAは核周部や細胞体ばかりでなく、樹状突起や軸索にも存在することが明らかとなっている。細胞内周辺局所での翻訳制御機構が存在することが予想されるが、これまでのところ全く解明されていない。研究代表者らの研究結果はEF2のリン酸化修飾が、特定のmRNAの翻訳制御を行う可能性を同時に示している。

Research Products

• [Publications] Li ST, Kate K, Tomizawa K, Matsushita M, Moriwaki A, Matsui H, Mikoshiba K: "Calcineurin plays different roles in group II metabotropic glutamate receptor- and NMDA receptor-dependent long-term depression."J Neurosci.. 15,22. 5034-5041 (2002)
• [Publications] Takenobu T, Tomizawa K, Matsushita M, Li ST, Moriwaki A, Lu YF, Matsui H: "Development of p53 protein transduction therapy using membrane-permeable peptides and the application to oral cancer cells."Mot Cancer Ther. 1,12. 1043-1049 (2002)
• [Publications] Tomizawa K, Ohta J, Matsushita M, Moriwaki A, Li ST, Takei K, Matsui H: "Cdk5/p35 regulates neurotransmitter release through phosphorylation and downregulation of P/Q-type voltage-dependent calcium channel activity"J Neurosci. 22,7. 2590-2597 (2002)
• [Publications] Tomizawa K, Iga N, Lu YF, Moriwaki A, Matsushita M, Li ST, Miyamoto O, Itano T, Matsui H: "Oxytocin improves long-lasting spatial memory during motherhood through MAP kinase cascade."Nat Neurosci.. 6,4. 384-390 (2003)
• [Publications] Wu HY, Tomizawa K, Oda Y, Wei FY, Lu YF, Matsushita M, Li ST, Moriwaki A, Matsui H: "Critical role of calpain-mediated cleavage of calcineurin in ex citotoxic neurodegeneration"J Biol Chem. 279,6. 4929-4940 (2004)
• [Publications] Noguchi H, Matsushita M, Okitsu T, Moriwaki A, Tomizawa K, Kang S, Li ST, Kobayashi N, Matsumoto S, Tanaka K, Tanaka N, Matsui H: "A new cell-permeable peptide allows successful allogeneic islet transplantation in mice."Nat Med. 10,3. 305-309 (2004)