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。

血清素转运蛋白 (SERT) 是细胞膜中的一种蛋白质，可将细胞外血清素带入细胞内。抑制SERT的药物用于治疗抑郁症，但存在副作用问题，并且现有药物在某些情况下无效，因此需要新的抗抑郁药。近年来，研究表明，S-棕榈酰化（在半胱氨酸残基的 SH 基团上添加棕榈酸）（一种蛋白质翻译后修饰）在抑郁症自杀患者和动物模型的大脑中发生了改变。报道称。基于此背景，对SERT的S-棕榈酰化进行了研究，并提出半胱氨酸残基Cys-147/155被S-棕榈酰化。在本研究中，我们将研究SERT的S-棕榈酰化的作用和调节机制，以探讨SERT的S-棕榈酰化作为抗抑郁药物发现靶点的可能性。 2022年，我们将在人胚胎肾细胞系AD293中瞬时表达C147/155A SERT，其中S-棕榈酰化位点Cys-147/155被丙氨酸取代，并将其与野生型（WT）SERT进行比较。研究了S-棕榈酰化的作用。通过免疫荧光染色观察到，与 WT SERT 相比，C147/155A SERT 在细胞内积累。此外，细胞表面生物素化显示 C147/155A 突变降低了细胞膜上的 SERT 表达。此外，C147/155A SERT表达细胞中SERT底物摄取量比WT SERT表达细胞中更少。另一方面，仅Cys-147被丙氨酸取代的C147A突变并没有降低SERT的细胞膜表达，但确实降低了底物摄取。这些结果表明Cys-147/155的S-棕榈酰化促进细胞膜中SERT表达和血清素摄取能力。