パルミトイル化によるセロトニントランスポーター制御とうつ病の関連、創薬への可能性

棕榈酰化对血清素转运蛋白的调节与抑郁症之间的关系以及药物发现的潜力

基本信息

批准号：
22K06862
负责人：
原田佳奈
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

セロトニントランスポーター（SERT）は、細胞膜において細胞外のセロトニンを細胞内に取り込むタンパク質である。うつ病治療にはSERTを阻害する薬物などが用いられるが、副作用の問題や既存薬が無効な例もあり、新たな抗うつ薬が求められている。近年、うつ病の自殺者や動物モデルの脳では、タンパク質の翻訳後修飾の一つであるS-パルミトイル化（システイン残基のSH基にパルミチン酸が付加する。）に変調をきたしていることが報告された。このような背景のもとSERTのS-パルミトイル化を調べたところ、システイン残基Cys-147/155がS-パルミトイル化されることが示唆された。本研究では抗うつ薬の創薬ターゲットとしてのSERTのS-パルミトイル化の可能性を探るために、SERTのS-パルミトイル化の役割や制御機構を検討する。2022年度は、S-パルミトイル化部位Cys-147/155をアラニンに置換したC147/155A SERTをヒト胎児腎細胞株AD293に一過性発現させ、野生型（WT）SERTと比較することにより、SERTのS-パルミトイル化の役割を検討した。免疫蛍光染色による観察では、C147/155A SERTはWT SERTと比べて細胞内部に蓄積していた。さらに、細胞表面ビオチン化法により、C147/155A変異はSERTの細胞膜への発現を低下させることが明らかになった。また、SERT基質の取り込み量は、WT SERT発現細胞と比べてC147/155A SERT発現細胞の方が少なかった。一方、Cys-147のみアラニンに置換したC147A変異は、SERTの細胞膜発現を低下させなかったが、基質取り込みを低下させた。これらのことから、Cys-147/155のS-パルミトイル化は、SERTの細胞膜への発現とセロトニン取り込み能に促進的に働くことが示唆された。

5-羟色胺转运蛋白（SERTS）是将细胞外羟色胺掺入细胞膜处的蛋白质。抑制SERT的药物用于治疗抑郁症，但在某些情况下，副作用和现有药物无效，需要新的抗抑郁药。近年来，据报道，抑郁症的自杀和动物模型的大脑已在S-顶酰化中进行了调节（由棕榈酸添加到半胱氨酸残基的SH组中），这是蛋白质的翻译后修饰之一。基于这种背景，研究了SERT的S-膜酰胺化，并建议半胱氨酸残基Cys-147/155被s-甲米酰化。在这项研究中，我们将研究SERT S-顶酰化的作用和控制机制，作为抗抑郁药的靶标。在2022财年中，通过瞬时表达C147/155A SERT研究了SERT的S-膜酰化作用，后者在人类胎儿肾细胞系AD293中具有s-甲状化位点Cys-147/155，并与野生（WT（WT）进行比较）。免疫荧光染色的观察结果表明，与WT SERT相比，C147/155A SERT在细胞内积聚。此外，细胞表面生物素化表明，C147/155A突变降低了SERT在细胞膜上的表达。此外，与表达WT SERT的细胞相比，C147/155A表达SERT的细胞中SERT底物的摄取量较小。另一方面，用丙氨酸取代CYS-147的C147A突变并未降低SERT的细胞膜表达，而是减少了底物摄取。这些结果表明，CYS-147/155的S-膜酰化促进了SERT在细胞膜中的表达和羟色胺摄取的能力。