ポリグルタミンによる凝集体生成と細胞障害機構の解明

阐明聚谷氨酰胺聚集体形成和细胞损伤的机制

• 批准号: 12780547
• 负责人: 木村 洋子
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12780547/
• 关键词: ポリグルタミン; コンフォーメーション病; 分子シャペロン; 凝集体; 神経変性変異; 酵母; 出芽酵母; コンフォーメーション; Hsp104; コンバージョン; 細胞障害性機構

ポリグルタミン病では、その原因遺伝子産物中の伸長したポリグルタミンが、不溶性の凝集体を形成し、細胞に障害を与える原因である。この凝集体形成の解明を、出芽酵母にポリグルタミンを発現させる系を用いて試みた。ポリグルタミンは酵母内でも、不溶性の凝集体を形成する。しかし、AAA+superfamilyに属する分子シャペロンHsp104の変異株では、凝集体が効率よく観察されず、ポリグルタミンは水溶性画分に分画される。野生株では、ポリグルタミンは発現後水溶性の状態をとり、その後、ポリグルタミンの長さ、発現量に依存して、不溶性の凝集体を形成する。しかし、Hsp104の変異株では、この水溶性の状態から不溶性への変換が起きにくくなり、凝集体の形成に分子シャペロンが促進的に働いていることが示された。ただし、ポリグルタミンの長さが長くなるほどHsp104非依存的に、凝集体形成がみられた。したがって、ポリグルタミンの凝集体形成は、ポリグルタミンの長さ、発現量、Hsp104のパラメーター間のバランスによって、決められる事がわかった。

在多谷氨酰胺疾病中，致病基因产物中的扩展聚谷氨酰胺形成不溶性骨料，从而导致细胞损伤。使用在发芽酵母中表达多谷氨酰胺的系统尝试阐明这种骨料形成。聚谷氨酰胺还形成酵母中的不溶骨料。但是，在属于AAA+超家族的分子伴侣HSP104的突变株中，未观察到聚集体，并且聚谷氨酰胺被分馏为水溶性部分。在野生菌株中，聚谷氨酰胺在表达后采用水溶性状态，然后根据聚谷氨酰胺的长度和表达水平形成不溶性骨料。但是，在HSP104突变株中，很难将这种水溶性状态转化为不溶性状态，这表明分子伴侣促进了聚集体的形成。但是，以Hsp104独立的方式观察到聚集体的多谷氨酰胺长度的时间越长。因此，发现聚谷氨酰胺聚集体的形成取决于聚谷氨酰胺的长度，表达水平和HSP104的参数之间的平衡。

项目成果

Hirabayashi et al.: "VCP/p97 in abnormal protein aggregates, cytoplasmic vacuoles, and cell death, phenotypes relevant to neurodegeneration"Cell Death and Differentiation. 8. 977-984 (2001)

Hirabayashi 等人：“异常蛋白质聚集体、细胞质空泡和细胞死亡、与神经变性相关的表型中的 VCP/p97”细胞死亡和分化。

Kimura et al.: "Initial process of polyglutamine aggregate formation in vi"Genes to Cells. 6(10). 887-897 (2001)

Kimura 等人：“vi 中聚谷氨酰胺聚集体形成的初始过程”基因到细胞。