間葉系幹細胞の分化における一次繊毛の機能に着目した繊毛病の分子基盤の解明

阐明纤毛病的分子基础，重点关注初级纤毛在间充质干细胞分化中的功能

• 批准号: 22KJ1931
• 负责人: 石田 大和
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1931/
• 关键词: 繊毛病; 一次繊毛; 繊毛内タンパク質輸送; タンパク質間相互作用

本年度は、繊毛内タンパク質輸送装置（IFT装置）のサブユニットであるIFT52の変異に起因する繊毛病の分子基盤解明を目指して研究を行った。具体的には、頭蓋外胚葉異形成症（CED）と短肋骨多指症候群（SRPS）を引き起こすIFT52の変異が、IFT装置の構築と細胞レベルの表現型に与える影響を解析した。タンパク質間相互作用解析の結果、CEDやSRPSを引き起こすIFT52の変異によって、繊毛内タンパク質の順行輸送を担うIFT-B複合体のIFT-B1bサブ複合体とIFT-B2サブ複合体の相互作用が減弱することを見出した。さらに、これらの変異によって繊毛内順行輸送を担うモータータンパク質であるキネシン２とIFT-B複合体の相互作用も減弱することを明らかにした。次に、繊毛病の原因となるIFT52の変異が細胞レベルの表現型に与える影響を調べるため、IFT52をノックアウト（KO）したhTERT-RPE1細胞を樹立した。このIFT52-KO細胞にCEDやSRPSの原因となるIFT52変異体を発現させたレスキュー細胞を作製し、蛍光抗体法によって細胞の表現型を観察した。その結果、繊毛病の原因変異体を発現させたレスキュー細胞では、一次繊毛に局在するIFT-B複合体が減少し、繊毛先端へのタンパク質輸送が抑制されることを発見した。さらに、IFT52変異体を発現させたレスキュー細胞では、野生型のIFT52を発現させた細胞に比べて一次繊毛の形成率も低下する傾向があった。以上の結果から、IFT52の変異による繊毛先端へのタンパク質輸送の抑制と、それに伴う一次繊毛の形成不全が繊毛病発症の一因であることが明らかになった。

今年，我们进行了研究，旨在阐明 IFT52 突变引起的纤毛病的分子基础，IFT52 是纤毛内蛋白转运蛋白（IFT 装置）的一个亚基。具体来说，我们分析了 IFT52 突变对 IFT 装置组装和细胞表型的影响，IFT52 突变会导致颅外胚层发育不良 (CED) 和短肋多指综合征 (SRPS)。蛋白质-蛋白质相互作用分析的结果是，引起 CED 和 SRPS 的 IFT52 突变破坏了 IFT-B 复合物的 IFT-B1b 和 IFT-B2 子复合物之间的相互作用，而 IFT-B 复合物负责纤毛内蛋白质的顺行转运发现减少了。此外，我们发现这些突变还减弱了驱动蛋白-2（一种负责纤毛内顺行运输的运动蛋白）和 IFT-B 复合物之间的相互作用。接下来，为了检查引起纤毛病的 IFT52 突变对细胞水平表型的影响，我们建立了 IFT52 被敲除 (KO) 的 hTERT-RPE1 细胞。通过在这些IFT52-KO细胞中表达引起CED和SRPS的IFT52突变体来创建拯救细胞，并使用荧光抗体法观察细胞表型。结果，他们发现在表达引起纤毛病的突变体的拯救细胞中，位于初级纤毛中的IFT-B复合物减少，并且蛋白质向纤毛尖端的转运受到抑制。此外，表达IFT52突变体的拯救细胞也往往比表达野生型IFT52的细胞具有较低的初级纤毛形成率。上述结果表明，由于IFT52突变而抑制蛋白质向纤毛尖端的转运以及由此导致的初级纤毛形成缺陷是导致纤毛病发生的因素。

项目成果

Molecular basis underlying skeletal ciliopathies caused by IFT52 variations

IFT52 变异引起的骨骼纤毛病的分子基础

• 发表时间: 2022
• 作者: 石田大和;田崎晃司;加藤洋平;中山和久
• 通讯作者: 中山和久

Molecular basis of skeletal ciliopathies caused by mutations in components of the IFT machinery

IFT 机制突变引起的骨骼纤毛病的分子基础

• 发表时间: 2022
• 作者: 石田大和;田崎晃司;加藤洋平;中山和久
• 通讯作者: 中山和久