Mechanism of cell death in tetraploid cells generated from mitotic slippage

有丝分裂滑移产生的四倍体细胞的细胞死亡机制

• 批准号: 18K06221
• 负责人: 井上 敏昭
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Tottori University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018 至 2020
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K06221/
• 关键词: SIRT2; p53; p21; Myc; 抗がん剤; 細胞死; M期停止; 四倍体化; Death in Mitosis; Post-slippage cell death; オートファジー; 微小核

紡錘体チェックポイントは、全ての染色体が紡錘体と正しく結合するまで分配されないようM期停止させる監視機構である。紡錘体を標的とする抗癌剤(微小管阻害剤)としての作用機序は、紡錘体チェックポイントを発動させ、二つの細胞死を誘導することにある。二つはM期停止中のアポトーシス(Death in Mitosis ; 以下DiM)である。しかしM期停止は永続せず、紡錘体が破壊されたままでも一定時間後にM期停止は終了し、DiMで死ななかった細胞は、染色体分配されないままG1期ヘスリップし、四倍体化する。このとき一部の細胞で第二の細胞死(Post-Slippage Death ; 以下PSD)が起きる。この二つの細胞死が紡錘体を標的とする抗癌剤の感受性を左右する。この2つの細胞死について、我々はSIRT2が関わることを見出していた。本研究では、その機能解明を進め、SIRT2の下流として、p53-p21経路、Myc・オートファジー経路、微小核形成を見出した。SIRT2はP/CAFを介してP53-p21の経路を制御していた。p53のユビキチン化酵素MDM2に対するユビキチン化酵素の一つにP/CAFがある。SIRT2はP/CAFとタンパク質同士で結合→脱アセチルによるP/CAF不安定化→MDM安定化でp53発現を抑制していた。SIRT2がp53蛋白安定性を制御する機序については、日本癌学会発表で報告し、さらに論文として報告した。これまでの研究でp53の代表的標的遺伝子であるp21が微小管阻害剤処理でM期停止した細胞の細胞死を抑制するという、制癌においては負の側面を見出した。この場合のp21の作用機序は不明であり、従来想定されていたCDK1阻害ではない。このことより、SIRT2はPSDだけでなく、p21を介してM期停止中の細胞死を制御していることが明らかになった。今後、諸兄姉によって、SIRT2が標的とするMycおよびオートファジー関連分子や微小核形成に着目したPSDの研究の進展が期待される。

有丝分裂纺锤体检查点是一种监控机制，可阻止 M 期并防止所有染色体分离，直到它们正确附着到有丝分裂纺锤体上。靶向有丝分裂纺锤体的抗癌药物（微管抑制剂）的作用机制是激活有丝分裂纺锤体检查点并诱导两种类型的细胞死亡。第二种是M期停滞期间的细胞凋亡（Death in Mitosis；以下简称DiM）。然而，M期停滞不是永久性的；即使纺锤体仍然被破坏，M期停滞也会在一定时间后结束，并且由于DiM而没有死亡的细胞滑入G1期而没有染色体分离并成为四倍体。此时，一些细胞会发生滑移后死亡（PSD）。这两种类型的细胞死亡决定了针对有丝分裂纺锤体的抗癌药物的敏感性。我们发现 SIRT2 参与了这两种类型的细胞死亡。在本研究中，我们进一步阐明了其功能，并发现了 SIRT2 下游的 p53-p21 通路、Myc/自噬通路和微核形成。 SIRT2 通过 P/CAF 调节 P53-p21 通路。 P/CAF 是 p53 泛素化酶 MDM2 的泛素化酶之一。 SIRT2 通过与 P/CAF 结合并通过脱乙酰化和稳定 MDM 使 P/CAF 不稳定来抑制 p53 表达。 SIRT2 控制 p53 蛋白稳定性的机制已在日本癌症协会的一次演讲中报道，并在一篇论文中进一步报道。先前的研究发现，p21（p53 的典型靶基因）在用微管抑制剂治疗时会抑制 M 期停滞细胞的细胞死亡，这是癌症控制的一个负面方面。 p21在这种情况下的作用机制尚不清楚，并且它不像之前假设的那样是CDK1抑制。这些结果表明，SIRT2 不仅通过 PSD 还通过 p21 控制 M 期停滞期间的细胞死亡。未来，我们希望兄弟姐妹能够重点关注SIRT2靶向的Myc和自噬相关分子以及微核形成的PSD研究。

项目成果

骨分化の新規ハイスループットスクリーニング系樹立の試み

尝试建立新型成骨分化高通量筛选体系

• 发表时间: 2018
• 作者: 奈良井 節;綿世 諒平;加藤 基伸;井上 敏昭;古倉 健嗣;小谷 勇;押村 光雄
• 通讯作者: 押村 光雄

基底オートファジーがM期停止からの細胞死を制御する機構

基础自噬控制 M 期停滞细胞死亡的机制

• 发表时间: 2018
• 作者: 加藤 芙美乃;李 艶澤;井上 敏昭
• 通讯作者: 井上 敏昭

生細胞で骨分化をモニタリングできるヒト間葉系幹細胞株の樹立

建立可监测活细胞成骨分化的人类间充质干细胞系

• 发表时间: 2019
• 作者: 奈良井 節;綿世 諒平;古倉 健嗣;井上 敏昭;田村 隆行;小谷 勇
• 通讯作者: 小谷 勇

鳥取大学医学部生命科学科ゲノム医工学分野ホームページ

鸟取大学医学院生命科学系基因组医学工学部主页

Stabilization of P/CAF, as a ubiquitin ligase toward MDM2, suppresses mitotic cell death through p53-p21 activation in HCT116 cells with SIRT2 suppression.

P/CAF 作为一种针对 MDM2 的泛素连接酶，可通过 HCT116 细胞中 p53-p21 的激活以及 SIRT2 抑制来抑制有丝分裂细胞死亡。

• DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.11.136
• 发表时间: 2019
• 期刊: Biochem Biophys Res Commun.
• 作者: Li Y;Kokura K;Inoue T.
• 通讯作者: Inoue T.