オピオイドへの耐性形成や副作用発現におけるユビキチン修飾の意義と分子機構の解明

本研究では、昨年度までに、μオピオイド受容体(MOR)へのユビキチン修飾が、リガンド刺激によって起きるMORの受容体内在化の効率を制御している可能性を見出した。つまり、活性化依存的にMORがユビキチン化されることが、活性化した受容体を速やかに細胞内へと内在化する上で重要であった。また、細胞内シグナルの活性化において、特にGi/oとアダプター分子であるβアレスチンが協働して活性化するMAPK経路を解析したところ、MORへのユビキチン化はシグナル強度やシグナル伝達効率には顕著な影響を与えないことがわかった。本年度はまず、MORの細胞内領域に存在するリシンのうち、どのリシンへのユビキチンの付加が重要であるかを、ユビキチン欠損変異体を作出して解析した。細胞内領域には８つのリシンがあり、ユビキチン化の標的となっていると想定される。昨年度作出したMOR-8KR変異体（ユビキチン化欠損変異体）を使用して、1st, 2nd, 3rd cytoplasmic loop、およびC末端領域のK→R変異をR→Kへと戻した変異体を作出した。受容体の内在化は、1st cytoplasmic loopのリシンが野生型である場合には野生型のMORと同程度の効率で受容体は内在化したが、その他のリシンがアルギニンに置換されていても、受容体の内在化の効率は大きく影響を受けなかった。つまり、MORの1st cytoplasmic loopのリシンへのユビキチンの付加が、受容体の効率的な内在化に重要であるとわかった。本年度は、これまでの解析結果をまとめ、海外誌に論文発表した。

本研究では、昨年度までに、μオピオイド受容体(MOR)へのユビキチン修飾が、リガンド刺激によって起きるMORの受容体内在化の効率を制御している可能性を見出した。つまり、活性化依存的にMORがユビキチン化されることが、活性化した受容体を速やかに細胞内へと内在化する上で重要であった。また、細胞内シグナルの活性化において、特にGi/oとアダプター分子であるβアレスチンが協働して活性化するMAPK経路を解析したところ、MORへのユビキチン化はシグナル強度やシグナル伝達効率には顕著な影響を与えないことがわかった。本年度はまず、MORの細胞内領域に存在するリシンのうち、どのリシンへのユビキチンの付加が重要であるかを、ユビキチン欠損変異体を作出して解析した。細胞内領域には８つのリシンがあり、ユビキチン化の標的となっていると想定される。昨年度作出したMOR-8KR変異体（ユビキチン化欠損変異体）を使用して、1st, 2nd, 3rd cytoplasmic loop、およびC末端領域のK→R変異をR→Kへと戻した変異体を作出した。受容体の内在化は、1st cytoplasmic loopのリシンが野生型である場合には野生型のMORと同程度の効率で受容体は内在化したが、その他のリシンがアルギニンに置換されていても、受容体の内在化の効率は大きく影響を受けなかった。つまり、MORの1st cytoplasmic loopのリシンへのユビキチンの付加が、受容体の効率的な内在化に重要であるとわかった。本年度は、これまでの解析結果をまとめ、海外誌に論文発表した。