2015 Fiscal Year Annual Research Report
心不全の原因となる脂質酸化依存的フェロトーシス様新規細胞死の分子メカニズムの解析
Publicly Offered Research
| Project Area | Homeostatic Regulation by Various Types of Cell Death |
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| Project/Area Number |
15H01386
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
今井 浩孝 北里大学, 薬学部, 教授 (50255361)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | GPｘ４ / フェロトーシス / 脂質酸化 / Lipo遺伝子 / 心不全 / ビタミンE / ノックアウトマウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フェロトーシスはエラスチンやサルファサラジン（ＳＡＳ）によりxCTを阻害し、グルタチオン量およびGPx4活性を減少させ、鉄依存的な脂質酸化により致死を引き起こす経路である。一方、研究代表者は以前よりGPx4欠損させると脂質酸化依存的新規細胞死が誘導されることを見出しており、致死に至る時間がフェロトーシスとGPx4欠損による細胞死とで全く異なることから違う経路を介する可能性があった。本年度はまず、タモキシフェン誘導型GPx4欠損細胞株を用いて、タミキシフェン添加によるGPx４欠損細胞死および、ＳＡＳによるフェロトーシスとで細胞死経路に違いが見られるのかについて検討した。まず、フェロトーシスは鉄依存性であるが、GPx4欠損細胞死は鉄非依存性であること、また細胞内の脂質ヒドロペルオキシド生成もフェロトーシスでは鉄依存的であったがGPx4欠損では鉄非依存性であることを見つけた。またshRNAライブラリーのスクリーニングにより明らかにしたGPx4欠損細胞死を抑制できるshRNA（GPx4欠損細胞死実行遺伝子：lipo遺伝子）による
ノックダウン細胞株、Lipo1-4ＫＤ細胞はタモキシフェン添加による細胞死は抑制できたが、SASによるフェロトーシスは全く抑制できなかった。このことから、GPx4欠損細胞死とフェロトーシスは異なるメカニズムを介する細胞死であることが明らかとなった。本年度はLipo-1遺伝子の機能解析をさらにすすめた。Lipo-1は全長ｃＤＮＡも明らかになっていなかった遺伝子でその全長配列を決めた。スプライシングバリアントの報告はあったが機能未知遺伝子でこの分子にGPx4 欠損細胞死実行機能は全くなかった。またLipo-1はGPx4欠損細胞死において脂質酸化制御に関与する分子であることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究代表者がはじめに計画していた内容に到達できただけでなく、領域代表の田中先生の了解を得て、計画班の大村谷先生との共同研究によりCRISPER/CAS9法によるLipo-1およびLipo-2遺伝子の欠損マウスの変異マウスの作成にも成功した。現在ヘテロ変異な状態なので、新規遺伝子のＫＯマウスでの機能解析や細胞死への意義について来年度以降さらに解析をすすめたい。また袖岡先生らのグループからＩＭ化合物について我々の細胞死に対する評価を行うなど、計画班の先生方との共同研究も進んだことは予想以上の成果である。
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| Strategy for Future Research Activity |
共同研究で作成したLipo-1およびLipo-2マウスのKOでのフェノタイプの解析と、心臟特異的GPx4欠損マウスとのダブルKOマウスを作成することにより、実際にGPx4欠損による細胞死を個体レベル(心不全モデル)でも抑制できるのかを明らかにしたい(このダブルKOの解析は時間的には次年度までかかる可能性もある)。一方、Lipo-3のGPx4のダブルKOマウスは、既にできつつあり、２８年度に個体レベル（心不全）での評価ができると期待している。Lipo-4に関しては、ユビキチン関連分子であるため、複合体タンパク質リガーゼの同定を行いたい。その準備段階のFLAG-Lipo4細胞の樹立には成功しているため、性状解析、複合体の解析をすすめたいと考えている。
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Research Products
(22 results)
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[Journal Article] １，Role of Glutathione Peroxidase 4 in Glutamate-induced Oxytosis in the Retina.2015
Author(s)
Sakai, O., Uchida, T., Roggia, MF., Imai, H., Ueta, T., Amano, S.
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Journal Title
PLoS One
Volume: 10
Pages: 該当なし
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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