Drug discovery against ER stress by using a novel luminescence probe sensing ER environments

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小胞体は、膜蛋白質・分泌蛋白質の産生の場であると供に、細胞内カルシウムストアや脂質代謝器官としての機能を有する。ミスフォールドタンパク質の蓄積に伴う小胞体内環境の悪化は、小胞体ストレスをの原因となるばかりではなく、ミトコンドリアやリソソーム、プロテオソーなどその他の細胞内小器官の恒常性維持に大きな影響を及ぼす。私はこれまでに、小胞体内でミスフォールド化しその構造異常により活性低下が誘導される発光タンパク質をベースとした分子プローブを作成し、食品機能性成分より、抗小胞体ストレス効果を有する共通のベンゼン環骨格を有する6種の近縁ポリフェノールを、抗小胞体ストレスの候補薬として同定した。これら薬剤について、ツニカマイシンによる小胞体ストレスや変異Myelin Protein Zero del506Tに対る細胞膜への輸送効果について確認してきたが、細胞膜への輸送促進に伴う機能回復を評価する事は、これまでの手法では困難である。そこで、機能が明らかな細胞膜タンパク質で、培養細胞で簡便に機能解析が可能な実験系を模索した。卵胞刺激ホルモン受容体(FSHR)は卵巣顆粒細胞に発現する膜タンパク質で、細胞外のアミノ酸置換により細胞膜への輸送の障害が生じることが報告されている。ヒト野生型FSHR及び疾患関連変異体をクローニングし、強制発現細胞での発現量を比較したところ、変異により構造の異常が原因と考えられる大幅な発現低下が観察された。次に野生型FSHRはG蛋白質共役型7回膜貫通受容体であることから、リガンド刺激に伴うcAMPの産生について、ルシフェラーゼレポーター遺伝子を用いて解明した。その結果cAMPの産生は受容体の発現依存的に観察され、同定済みポリフェノールによる変異タンパク質の機能回復を評価する事に応用可能であることが示唆された。