Comprehensive study on inflammatory and immune responses through complex linear ubiquitin code

通过复杂的线性泛素代码全面研究炎症和免疫反应

• 批准号: 21H02688
• 负责人: 徳永 文稔
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University (2022-2023)Osaka City University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02688/
• 关键词: タンパク質; ユビキチン; 酵素; 細胞死; 炎症; 酸化ストレス; NF-κB; 細胞

ユビキチン修飾はプロテアソーム分解のみならず、8通りのユビキチン連結を生成することで多彩な細胞機能を制御する。近年、１つのユビキチン化部位に分岐鎖や混合鎖など複数のユビキチン連結が含まれる複雑さの存在が明らかになり、細胞内の10-20%はこのような複雑鎖であることが示唆されている。我々は、ユビキチンのN末端を介する直鎖状ユビキチン鎖(M1鎖)を生成するLUBACユビキチンリガーゼ(E3)を見出し、LUBACが炎症や免疫制御に重要なNF-κBシグナル経路を活性化することや細胞死を抑制することを見出した。さらに、LUBACが他のE3と協調的に働くことで直鎖とLys63(M1/K63)の混合鎖など、複雑なユビキチン鎖を生成する可能性を見出している。そこで我々は、LUBACと協調して複雑なユビキチン鎖生成に関わるE3とこれを制御する脱ユビキチン化酵素(DUB)の探索を行い、2種の新規RING型E3（LUBAC-associated protein 1と２、各LAP1、LAP2と略）とDUBのOTUD1を見出した。本年度の研究によって、LAP1はLUBACと協調した複雑なユビキチン鎖生成を介してTNF-αによって惹起されるアポトーシスやネクロプトーシスなど細胞死制御に重要であること、LAP2はLUBACサブユニットをK63ユビキチン化することでNF-κB活性を亢進することを突き止めた。さらに、OTUD1はLUBACなどTNF受容体複合体I構成因子からK63ユビキチン鎖を除去することでNF-κB活性を顕著に抑制することを明らかにした。また、Otud1-KOマウスでは酸化ストレスが亢進し、炎症性腸炎が重篤化した。これらの結果から、LUBACと協調するE3やDUBによって複雑鎖の生成・分解、炎症応答、細胞死が制御されていることが明らかになった。

泛素修饰不仅调节蛋白酶体降解，还通过产生八种类型的泛素连接来控制多种细胞功能。近年来，人们已经清楚单个泛素化位点包含多个泛素连接，例如支链和混合链，并且有人认为10-20%的细胞是由这种复杂的链组成的。我们发现了LUBAC泛素连接酶（E3），它通过泛素的N末端生成线性泛素链（M1链），并发现LUBAC激活NF-κB信号通路，这对炎症和免疫调节很重要。它抑制细胞死亡。此外，我们发现LUBAC可以与其他E3协同工作，生成复杂的泛素链，例如线性链和Lys63 (M1/K63)链的混合链。因此，我们寻找与控制它们的LUBAC和去泛素化酶（DUB）合作参与复杂泛素链产生的E3，并鉴定了两个新的RING型E3（LUBAC相关蛋白1和2、LAP1、LAP2）和发现 DUB OTUD1。今年的研究表明，LAP1 通过与 LUBAC 协同产生复杂的泛素链，对于调节 TNF-α 诱导的细胞凋亡和坏死性凋亡等细胞死亡非常重要，而 LAP2 对 LUBAC 亚基进行 K63 泛素化，他们发现这会增加 NF。 -κB活性。此外，我们发现 OTUD1 通过从 TNF 受体复合物 I 成分（如 LUBAC）中去除 K63 泛素链，显着抑制 NF-κB 活性。此外，Otud1-KO小鼠的氧化应激增加，炎症性肠炎变得更加严重。这些结果表明，E3和DUB与LUBAC协同作用，控制复杂链的产生和降解、炎症反应和细胞死亡。

项目成果

cyclic GMP-AMP synthase (cGAS)

环 GMP-AMP 合酶 (cGAS)

• 发表时间: 2021
• 作者: 徳永文稔

脱ユビキチン化酵素 OTUD1による炎症・細胞死制御と病態

通过去泛素化酶 OTUD1 控制炎症/细胞死亡和病理学

• 发表时间: 2022
• 作者: 及川大輔;魏民;清水康平;小迫英尊;塩田正之;高橋宏隆;澤崎達也;徳永文稔
• 通讯作者: 徳永文稔

Poly(allylguanidine)-Coated Surfaces Regulate TGF-β in Glioblastoma Cells to Induce Apoptosis via NF-κB Pathway Activation.

聚（烯丙基胍）涂层表面调节胶质母细胞瘤细胞中的 TGF-β，通过 NF-κB 途径激活诱导细胞凋亡。

• DOI: 10.1021/acsami.1c21027
• 发表时间: 2021-11-30
• 期刊: ACS applied materials & interfaces
• 影响因子: 9.5
• 作者: You;Ching;A. Lee;Jonathan Chang;Hsin;A. Huang;Yi;T. Young
• 通讯作者: T. Young

OTUD1-KEAP1による炎症、酸化ストレス、細胞死制御と炎症性疾患抑制

OTUD1-KEAP1 抑制炎症、氧化应激、细胞死亡控制和炎症性疾病

• 发表时间: 2022
• 作者: 及川大輔;魏民;清水康平;小迫英尊;塩田正之;高橋宏隆;澤崎達也;徳永文稔
• 通讯作者: 徳永文稔

Identification and molecular analysis of RNF31 Q622H germline polymorphism

<i>RNF31</i> Q622H种系多态性的鉴定及分子分析

• DOI: 10.3892/ol.2022.13514
• 发表时间: 2022-11
• 影响因子: 2.9
• 作者: Nakazawa S;Mamiya R;Kawabata-Iwakawa R;Oikawa D;Kaira K;Tokunaga F;Nobusawa S;Sato Y;Sasaki A;Yajima T;Shirabe K
• 通讯作者: Shirabe K