Herpノックアウトマウスの解析および小胞体ストレス時の翻訳機構に関する研究

Herp基因敲除小鼠分析及内质网应激转化机制研究

• 批准号: 15032267
• 负责人: 小亀 浩市
• 金额: $ 2.62万
• 依托单位: National Cardiovascular Center Research Institute
• 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-15032267/
• 关键词: 小胞体ストレス; ストレス応答; ストレス蛋白質; 分子シャペロン; 翻訳; 蛋白質品質管理; Herp; ATF4

分泌タンパク質や膜タンパク質の成熟には、小胞体が重要な役割を果たす。そして、その内腔に構造不全タンパク質が過剰蓄積した状態を小胞体ストレスと呼ぶ。研究代表者らは、小胞体ストレスに応答して発現誘導される機能未知タンパク質Herpを発見した。本研究では、Herpの機能および小胞体ストレス時の翻訳機構を重点的に解析した。【膵臓機能に対する影響の解析】通常飼育下におけるHerpノックアウトマウスの表現型は野生型と大差ないが、糖負荷と脳虚血に対する抵抗力が低下していることを初年度に見出した。今年度、耐糖能低下の機序を解析した結果、膵臓におけるインスリン産生能がHerp欠損によって減弱化していることが示唆された。また、作製した抗Herp抗体による解析で、Herpはランゲルハンス島だけでなく腺房でも強く発現していることが判明した。【Herp欠損細胞の解析】Herpノックアウトマウス胚から繊維芽細胞を単離培養し、野生型と比較した。増殖能に差は見られなかったため、Herpは細胞増殖に関与しないことが示唆された。一方、Herpノックアウト細胞は、小胞体ストレスに対して脆弱性を示した。また、Herpは小胞体に蓄積した異常糖タンパク質の分解処理を促進することが明らかになった。【小胞体ストレスで翻訳されるタンパク質の特定】小胞体ストレス時にはタンパク質全般の翻訳が抑制されるが、例外として転写因子ATF4の翻訳は促進される。研究代表者らは、DNAマイクロアレイ技術を利用し、小胞体ストレス時に翻訳促進される分子はATF4のみである可能性が高いことを初年度に示した。今年度は、その仕組みの解明に焦点を移した。ATF4のmRNAは、本来のタンパク質をコードするORFの上流領域に3つのORF様構造をもっている。種々の組換えDNAを作製し、翻訳効率を比較した結果、2番目と3番目のORF様構造がストレス時の翻訳促進に重要であることがわかった。本研究によって、今後の小胞体ストレス研究の発展に結びつく重要な成果が得られたものと考えられる。

内质网络在分泌和膜蛋白的成熟中起重要作用。在结构上蛋白质在管腔中积聚的条件称为内质网应激。研究人员发现了一种未知的功能性蛋白质疱疹，该蛋白质源于内质网应激。在这项研究中，我们专注于内质网应激期间疱疹的功能和翻译机制。 [分析对胰腺功能的影响]尽管在正常圈养中疱疹基因敲除小鼠的表型与野生型的作用没有显着差异，但我们在第一年发现其对葡萄糖负荷和脑缺血的耐药性降低。今年，分析较低的葡萄糖耐受性的机制表明胰腺中的胰岛素生产能力会因疱疹缺乏症而减弱。此外，使用制备的抗HERP抗体的分析表明，疱疹不仅在兰格汉的胰岛中，而且在腺泡中也强烈表达。 [分析缺乏疱疹的细胞]将成纤维细胞分离并从疱疹基因敲除小鼠胚胎中培养，并与野生型进行比较。没有发现增殖能力的差异，表明疱疹与细胞增殖无关。另一方面，疱疹基因敲除细胞容易受到内质网应激的影响。还揭示了疱疹会促进内质网中积累的异常糖蛋白的降解。 [鉴定由内质网胁迫翻译的蛋白质]在内质网应激期间，所有蛋白质的翻译都被抑制，除了促进了转录因子ATF4的翻译。研究人员使用DNA微阵列技术表明，ATF4可能是唯一在内质网应激期间促进翻译的分子。今年，我们将重点转移到澄清机制上。 ATF4的mRNA在编码天然蛋白的ORF上游区域中具有三个ORF样结构。制备了各种重组DNA并比较了翻译效率，发现第二和第三ORF的结构对于促进压力期间的翻译很重要。这项研究似乎取得了重要的结果，这将导致内质网应激研究的未来发展。

项目成果

Identification of 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD)-inducible and -suppressive genes in the rat.

鉴定大鼠中 2,3,7,8-四氯二苯并-对二恶英 (TCDD) 诱导和抑制基因。

• 发表时间: 2004
• 期刊: Endocr J. 51(6)
• 作者: Tomohiko Okuda;Sic L.Chan;Fumiaki Banno;Keisuke Yamamoto;Tetsuya Mizutani
• 通讯作者: Tetsuya Mizutani

Tomohiko Okuda: "Ndrg1-deficient mice exhibit progressive demyelinating disorder of peripheral nerves."Mol.Cell.Biol.. in press.

Tomohiko Okuda：“Ndrg1 缺陷小鼠表现出进行性周围神经脱髓鞘疾病。”Mol.Cell.Biol.. 正在出版。

Ndrg1-deficient mice exhibit progressive demyelinating disorder of peripheral nerves.

Ndrg1 缺陷小鼠表现出进行性周围神经脱髓鞘疾病。

• 发表时间: 2004
• 期刊: Mol.Cell.Biol. 24(9)
• 作者: Tomohiko Okuda

Kenji Soejima: "ADAMTS-13 cysteine-rich/spacer domains are functionally essential for von Willebrand factor cleavage."Blood. 102(9). 3232-3237 (2003)

Kenji Soejima：“ADAMTS-13 富含半胱氨酸/间隔区在功能上对于冯·维勒布兰德因子裂解至关重要。”血液。

Koichi Kokame: "VWF73, a region from D1596 to R1668 of von Willebrand factor, provides a minimal substrate for ADAMTS-13."Blood. 103(2). 607-612 (2004)

Koichi Kokame：“VWF73 是冯·维勒布兰德因子从 D1596 到 R1668 的一个区域，为 ADAMTS-13 提供了最小的底物。”血液。