小胞体ストレスによるプレセニリン蛋白質の成熟制御機構の解明

阐明内质网应激对早老素蛋白成熟的调节机制

基本信息

批准号：
15032218
负责人：
中川敏幸
金额：
$ 3.07万
依托单位：
Gifu 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

项目摘要

【目的】小胞体ストレスは虚血、蛋白の糖鎖結合障害、小胞体内カルシウム濃度低下などにより起る現象で、misfoldingを起こした蛋白を除くためにBiPなどの小胞体シャペロンの誘導、さらに、小胞体の機能破綻によりアポトーシスが誘導される。小胞体に存在し、アルツハイマー病の原因として重要なプレセニリンは、それ自身限定分解(N-末断片、C-末断片)後に両断片が複合体を形成し、活性型となる。そこで、ツニカマイシンをマウス腹腔内に投与後96時間の時点で、腎臓でのプレセニリン-1のプロセッシング(成熟)を検討した。明らかに小胞体ストレスが起こり(BiP蛋白の増加)、投与前にはごく少量であったプレセニリン-1の断片の増加を認めた。すなわち、本研究は、小胞体での蛋白質品質管理機構によるプレセニリン成熟の制御機構の解明を目的とし、さらに、アルツハイマー病の神経細胞死の機構を解明する。【研究実績】1.小胞体ストレス刺激によるプレセニリン-1の発現調節:HEK293細胞およびマウス初代神経培養細胞への小胞体ストレス刺激にて、蛋白レベルでプレセニリン-1のN末断片および全長蛋白質の増加を認めた。2.小胞体ストレスシグナルによるプレセニリン-1の発現調節機構:小胞体ストレス刺激にて活性化される転写因子(ATF6およびATF4)をHEK293細胞に遺伝子導入し、プレセニリン-1のmRNAの変化を検討した。これら転写因子がプレセニリン-1の発現調節機構に関与する知見を得た。3.小胞体ストレスによるカスペース活性化機構:小胞体ストレス刺激によるプレセニリン-1(全長)の発現により、カスペース-12の凝集さらに活性化を誘導する機構を解明した。

[目的]内质网应激是由缺血、蛋白质糖链结合受损、内质网钙离子浓度降低引起的现象，内质网功能障碍诱导细胞凋亡。早老素存在于内质网中，是阿尔茨海默病的重要病因，它会经历有限的降解（N 端片段和 C 端片段），然后两个片段形成复合物并变得活跃。因此，在给小鼠腹腔注射衣霉素96小时后，我们检查了早老素-1在肾脏中的加工（成熟）。明显发生了内质网应激（BiP蛋白增加），并且观察到了早老素1片段的增加，这在给药前是非常少量的。换句话说，本研究旨在通过内质网中的蛋白质质量控制机制阐明早老素成熟的控制机制，并进一步阐明阿尔茨海默病中神经元细胞死亡的机制。 [研究结果] 1.内质网应激刺激调控早老素1的表达：HEK293细胞和小鼠原代神经元培养细胞的内质网应激刺激在蛋白质水平上增加了早老素1的N端片段和全长蛋白承认了。 2.内质网应激信号对早老素1表达的调节：我们将内质网应激刺激激活的转录因子(ATF6和ATF4)引入HEK293细胞中，并检测早老素1 mRNA的变化。我们了解到这些转录因子参与了 presenilin-1 的表达调控机制。 3.内质网应激引起的Caspase激活机制：我们阐明了内质网应激诱导的早老素1（全长）表达诱导Caspase-12聚集和激活的机制。