核内受容体型転写因子LXRの分子修飾による生体での栄養代謝制御機構の解明

通过核受体型转录因子LXR的分子修饰阐明生物体营养代谢控制机制

• 批准号: 20K07272
• 负责人: 武内 謙憲
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K07272/
• 关键词: 栄養代謝; 転写因子; 翻訳後修飾; 分子修飾

生体内では栄養状態の変化を感知し様々な遺伝子発現が変動することで代謝恒常性を維持している。申請者はその中でも肝臓での脂質合成系調節を担う遺伝子SREBP-1cの発現調節機構を解明するため、画期的な生体でのプロモーター解析法「in vivo Ad-luc法」を開発し、絶食時に転写因子KLF15が核内受容体型転写因子LXRの活性を抑制することがSREBP-1c発現調節に重要であることを見出した。さらにKLF15ノックアウトマウスの解析よりKLF15とは独立したLXR活性調節経路が存在し、その経路にはLXRタンパク質のリン酸化修飾が関与していることが示唆された。そこで本研究では、生体肝臓でのリン酸化をはじめとしたLXRタンパク質分子修飾の様子を、高精度なLC-MS/MS機器を用いた質量分析法にて網羅的に解析し、それら分子修飾が担うSREBP-1c発現調節のダイナミクスをin vivo Ad-luc法にて検証することで、KLF15経路とLXRタンパク質分子修飾による生体内における経路の重要性や役割の違いを明確化し「“生体での”栄養代謝制御ネットワーク」の解明を目的とする。令和3年度は、令和2年度においてリン酸化タンパク質を検出できるPhos-Tag法ならびにLC-MS/MS機器を用いた質量分析法により見出した、LXRタンパク質上のいくつかのセリン/スレオニン残基におけるリン酸化修飾候補部位をアラニンに置換した様々な変異体LXRを発現するプラスミドベクターを作成した。LXRタンパク質はin vitroではPKAによりリン酸化することが報告されているため、上記の変異体LXRを用いてPhos-Tag法にてリン酸化部位の同定を試みた。その結果、PKAによりリン酸化される残基を同定することが出来た。

在体内，检测到营养状况的变化并变化各种基因表达，以保持代谢稳态。 Among them, the applicant developed a groundbreaking method of promoting promoter analysis in vivo, "in vivo Ad-luc," in order to clarify the mechanism of expression of SREBP-1c, which is responsible for the regulation of lipid synthesis system in the liver, and found that the transcription factor KLF15 suppresses the activity of the nuclear receptor-type transcription factor LXR during fasting is important for regulating SREBP-1c 表达。此外，对KLF15敲除小鼠的分析表明，LXR活性调节途径与KLF15无关，并且LXR蛋白的磷酸化修饰与该途径有关。 Therefore, in this study, we comprehensively analyze the changes in LXR protein molecules, including phosphorylation in the liver, using a high-precision mass spectrometry method using a high-precision LC-MS/MS instrument, and verify the dynamics of SREBP-1c expression regulation by these molecular modifications using an in vivo Ad-luc method, and aim to clarify the importance and role of the pathway in vivo by KLF15途径和LXR蛋白分子的修饰，并阐明“生物体中的营养代谢调节网络”。在2021年，表达各种突变型LXR的质粒矢量在2020年通过PHOS-TAG方法在2020年在LXR蛋白上的几种丝氨酸/苏氨酸残基上代替丙氨酸，可以通过LC-MS/MS/MS/MS/MS/MS/MS/MS/MS/MS/MS/MS/MS/MS/MS/MS/MSS/MSS/MSS/MSSPRAPTION进行检测。由于据报道LXR蛋白在体外被PKA磷酸化，因此我们尝试使用上述突变体LXR使用Phos-TAG方法鉴定磷酸化位点。结果，可以鉴定由PKA磷酸化的残基。

项目成果

グルココルチコイドによるGR-Bmal/Clock複合体を介した時計遺伝子Nr1d1の抑制性転写制御機構

糖皮质激素通过 GR-Bmal/Clock 复合物抑制时钟基因 Nr1d1 的转录控制机制

• 发表时间: 2020
• 作者: 村山友樹;矢作直也;武内謙憲;曾田雄一;何敏熙;Zahra Meharazad Saber;志鎌明人;升田紫;泉田欣彦;宮本崇史;関谷元博;中川嘉;松坂賢;菅野洋子;岩崎仁;鈴木浩明;川上康;島野仁
• 通讯作者: 島野仁

生体イメージングで迫る糖・脂質代謝に重要な KLF15遺伝子発現制御機構の解明

通过体内成像阐明 KLF15 基因表达控制机制，这对糖和脂质代谢很重要

• 发表时间: 2020
• 作者: 堀口幸太郎;藤原 研;塚田岳大;中倉 敬;吉田彩舟;長谷川瑠美;瀧上 周;武内謙憲
• 通讯作者: 武内謙憲

生体イメージングを用いたニュートリゲノミクスへのアプローチ

使用生物成像的营养基因组学方法

• 发表时间: 2021
• 作者: 武内謙憲;矢作直也;會田雄一;村山友樹;Mehrazad Saber Zahra;何敏煕;Samia Karkoutly;陶都罕;方波見京香;志鎌明人;升田紫;泉田欣彦;川上康;島野仁
• 通讯作者: 島野仁

Characterization of Osteoarthritis in a Medial Meniscectomy-Induced Animal Model Using Contrast-Enhanced X-ray Microtomography

• DOI: 10.3390/biomedicines8030056
• 发表时间: 2020-02
• 期刊: Biomedicines
• 影响因子: 4.7
• 作者: T. Sugasawa;T. Kuji;Kai Aoki;Koki Yanazawa;Akiko Takenouchi;M. Watanabe;Yoshiya Tome;Yoshinori Takeuchi;Yuichi Aita;N. Yahagi;Yasuhiro Shishikura;Seiko Ono;Y. Yoshida;Y. Kawakami;K. Takekoshi

CtBP2 confers protection against oxidative stress through interactions with NRF1 and NRF2

• DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.05.069
• 发表时间: 2021-05-27
• 期刊: BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS
• 影响因子: 3.1
• 作者: Kainoh, Kenta;Takano, Ryo;Shimano, Hitoshi
• 通讯作者: Shimano, Hitoshi