KDEL受容体によるゴルジ体小胞体間の小胞輸送と蛋白質の成熟

KDEL 受体在高尔基体内质网之间的囊泡转运和蛋白质成熟

基本信息

批准号：
15032206
负责人：
青江知彦
金额：
$ 2.82万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15032206/
关键词：
quality control 小胞体蛋白質 KDEL受容体

项目摘要

分泌蛋白、膜蛋白は小胞体で成熟し細胞内に分泌輸送されて機能を発現する。虚血、低酸素、毒物や蛋白の一次構造の変異などにより異常蛋白が小胞体に集積すると小胞体ストレス反応が起こり、異常な蛋白は分解(ER associated degradation,、ERAD)処理される。近年、酵母の研究から異常蛋白のなかには一旦小胞体から分泌され、ゴルジ体から小胞体へ逆輸送されなければ分解されないものもあることが報告され、ゴルジ体から小胞体への逆輸送はquality control機構の重要な要素である事が示唆されている。我々は、KDEL受容体が、ゴルジ体から小胞体への逆輸送を担うCOPI小胞輸送の制御機構であると共に、小胞体quality control機構の重要な要素でもあることを示して来た。本研究においては(1)変異KDEL受容体を過剰発現させ、ゴルジ体小胞体間の逆行性輸送を制限した場合、あるいは野生型KDEL受容体を過剰発現させ逆行性輸送を促進した場合に、quality control機構にどのような影響が及ぶかを、それぞれの安定発現培養細胞で検討した。変異KDEL受容体発現細胞では小胞体に異常蛋白の集積が見られ、小胞体ストレスに感受性が高かった。(2)野生型あるいは変異KDEL受容体を過剰発現させたトランスジェニックマウスを解析し、個体レベルで逆行性輸送が促進あるいは制限された場合の病態を検討した。変異KDEL受容体トランスジェニックマウスでは生後10数週で死亡するものが見られた。解剖の結果心臓の拡大が見られ、心不全死による事が分かった。組織所見から心臓病変は拡張型心筋症に相当した。また、心筋細胞内には蛋白の異常な凝集、沈着が見られた。以上の結果より、KDEL受容体によるゴルジ体から小胞体への逆輸送はquality control機構の重要な要素である事が個体レベルでも示唆された。

分泌的蛋白质和膜蛋白在内质网中成熟，并分泌并运输到细胞中以表达其功能。当由于缺血，缺氧，蛋白质的主要结构中的缺血，突变等引起的内质网中积聚异常的蛋白质时，会发生内质网应激反应，并用ER相关降解（ERAD）处理异常的蛋白质。近年来，酵母研究报道说，某些异常蛋白质曾经是从内质网中分泌的，除非从高尔基体反向运输到内质网中，否则不会降解，这表明从高尔基体转运从高尔基体传输到端质网中是质量控制机制的重要元素。我们已经表明，KDEL受体既是Copi囊泡运输的调节机制，它负责从高尔基体向内质网的反向转运，并且也是内质网质量控制机制的重要组成部分。在这项研究中，我们研究了（1）过表达突变体KDEL受体以限制高尔基体内质网之间逆行转运的质量控制机制的影响，或者过表达野生型KDEL受体以促进每个稳定的表达培养的培养细胞中的逆转运输。表达突变体KDEL受体的细胞显示出异常蛋白在内质网中的积累，并且高度易受内质网应激。（2）分析过表达野生型或突变体KDEL受体的转基因小鼠，并检查了在单个水平上促进或限制逆行运输的病例的病理。发现突变的KDEL受体转基因小鼠在生命的大约10周时死亡。尸检显示心脏肿大，发现这是由于心力衰竭死亡。组织学发现意味着心脏病变对应于扩张的心肌病。另外，在心肌细胞中观察到蛋白质的异常聚集和沉积。这些结果表明，KDEL受体从高尔基体向内质网的反向转运是单个水平质量控制机制的重要元素。