ASK-p38経路による核内受容体NR4Aファミリーのリン酸化制御と生理機能解析

ASK-p38通路对核受体NR4A家族的磷酸化调控及生理功能分析

• 批准号: 12J09553
• 负责人: 渡邊 毅
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J09553/
• 关键词: ASK1; p38; 酸化ストレス; ネクローシス; NR4A2; リン酸化; 核外移行; 核内受容体; ASK1-p38MAPキナーゼ経路; カスパーゼ非依存; 細胞死

ASK1-p38 MAPキナーゼ経路は酸化ストレスをはじめとする細胞内外の様々なストレスによって活性化し、細胞死や免疫反応など多様なストレス応答を誘導する。しかし、ASK1-p38経路を介して種々の細胞応答を誘導する機構については未解明な部分が多い。最近我々はp38の下流の標的因子としてNR4A2を同定した。NR4A2は核内受容体NR4Aファミリーの1つであり、転写因子として細胞分化やサイトカイン産生などに関与することが知られている。一方で、近年、NR4Aファミリーが細胞質において細胞死誘導能をもつことが報告され、NR4Aファミリーの制御する細胞応答は多岐にわたることが示唆されている。我々は以前、p38がNR4A2を直接リン酸化し、その転写活性を増強することを報告した。今回、我々は新たに、酸化ストレス刺激により活性化したASK1-p38経路の下流においては、NR4A2がp38にリン酸化されることで、核外へ移行し、細胞死誘導機能を獲得することを見出した。細胞死は、カスパーゼ依存の細胞死、いわゆるアポトーシスと、カスパーゼ非依存の細胞死、ネクローシスに大別される。我々は、NR4A2が特にネクローシスを制御する可能性を見出した。HeLa細胞において、高濃度(3Mh)のH_2O_2刺激では、カスパーゼ阻害剤であるZ-VAD-FMK処理によって抑制されないカスパーゼ非依存の細胞死が誘導され、NR4A2の発現抑制により、この細胞死は抑制された。さらに我々はH_2O_2刺激に伴いNR4A2がASK1-p38経路依存的にリン酸化されること、およびこのリン酸化によってNR4A2が核外に移行することを見出した。p38によるリン酸化部位をアラニンに置換したNR4A2は、核外への移行が抑制され、同時に細胞死誘導能の喪失も観察された。以上の結果からNR4A2のH_2O_2刺激依存的な核外移行はASK1-p38経路によるリン酸化によって制御され、ネクローシスに関与することが示唆された。

ASK1-p38 MAP激酶通路被各种内部和外部应激（包括氧化应激）激活，并诱导各种应激反应，例如细胞死亡和免疫反应。然而，通过 ASK1-p38 途径诱导各种细胞反应的机制仍然很大程度上未知。最近我们确定 NR4A2 是 p38 的下游靶因子。 NR4A2 是核受体 NR4A 家族的成员，已知作为转录因子参与细胞分化和细胞因子产生。另一方面，近年来有报道称NR4A家族具有诱导细胞质内细胞死亡的能力，表明NR4A家族控制着多种细胞反应。我们之前报道过p38直接磷酸化NR4A2并增强其转录活性。在此，我们新发现，在氧化应激刺激激活的ASK1-p38通路下游，NR4A2被p38磷酸化，转出细胞核，并获得细胞死亡诱导功能。细胞死亡大致分为caspase依赖性细胞死亡，即所谓的细胞凋亡，和不依赖于caspase的细胞死亡，即坏死。我们发现NR4A2可以特异性控制坏死。在 HeLa 细胞中，高浓度 (3Mh) H_2O_2 刺激会诱导不依赖 caspase 的细胞死亡，这种死亡不受 caspase 抑制剂 Z-VAD-FMK 的抑制，并且通过抑制 NR4A2 表达来抑制这种细胞死亡。此外，我们发现NR4A2在H_2O_2刺激下以ASK1-p38通路依赖的方式磷酸化，并且NR4A2通过这种磷酸化被转移出细胞核。 NR4A2（其中p38磷酸化位点被丙氨酸取代）被抑制向细胞核输出，同时观察到细胞死亡诱导能力丧失。这些结果表明，H_2O_2 刺激依赖性的 NR4A2 核输出受到 ASK1-p38 途径磷酸化的调节，并参与坏死。

项目成果

Regulation of NR4A nuclear receptors by the ASK-p38 pathway-dependent phosphorylation (poster presentation)

ASK-p38 途径依赖性磷酸化对 NR4A 核受体的调节（海报展示）

• 发表时间: 2012
• 作者: Takeshi Watanabe;Yusuke Sekine;Hidenori Ichijo
• 通讯作者: Hidenori Ichijo

The Kelch Repeat Protein KLHDC10 Regulates Oxidative Stress-Induced ASK1 Activation by Suppressing PP5

• DOI: 10.1016/j.molcel.2012.09.018
• 发表时间: 2012-12-14
• 期刊: MOLECULAR CELL
• 影响因子: 16
• 作者: Sekine, Yusuke;Hatanaka, Ryo;Ichijo, Hidenori
• 通讯作者: Ichijo, Hidenori

ASK1-p38 MAPキナーゼ経路によるリン酸化を介したNR4A2の核外移行は酸化ストレス誘導性かつカスパーゼ非依存的な細胞死を制御する

通过 ASK1-p38 MAP 激酶途径磷酸化 NR4A2 的核输出控制氧化应激诱导的和不依赖 caspase 的细胞死亡

• 发表时间: 2013
• 作者: Yusuke Sekine;Ryo Hatanaka;Takeshi Watanabe. Naoki Sono;Shun-ichiro Iemura;Tohru Natsume;Erina Kuranaga;Masayuki Miura;Kohsuke Takeda;and Hidenori Ichijo;渡辺毅
• 通讯作者: 渡辺毅

Nuclear export of NR4A2 through the ASK-p38 pathway-dependent phosphorylation regulates oxidative stress-induced caspase-independent cell death (oral presentation)

NR4A2 通过 ASK-p38 途径依赖性磷酸化的核输出调节氧化应激诱导的不依赖 caspase 的细胞死亡（口头演示）

• 发表时间: 2012
• 作者: Takeshi Watanabe;Yusuke Sekine;Hidenori Ichijo
• 通讯作者: Hidenori Ichijo