ナンセンスmRNA分解系の特異的な抑制による変異遺伝子機能回復の可能性の検討

通过特异性抑制无义 mRNA 降解系统来检查恢复突变基因功能的可能性

• 批准号: 15659084
• 负责人: 大野 茂男
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Yokohama City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15659084/
• 关键词: mRNA; mRNA分解; 遺伝子変異; ナンセンス変異; プロテインキナーゼ; 阻害剤; コラーゲン; 筋ジストロフィー症

ヒト疾患遺伝子や下等生物変異体の解析から明らかとなった遺伝変異の1/4程度は最終的にナンセンスコドンを有するmRNAを生じるタイプの変異であるらしい。ナンセンスコドンを有するmRNAはトランケート型のタンパク質をコードするが、実際にはこのようなタンパク質が検出されないことが一般的である。これはナンセンスコドンを有するmRNAが選択的に分解されていることに起因する。この現象は、nonsense mediated mRNA decay, NMDと呼ばれ、酵母からヒトに至るまで保存された真核生物に普遍的な機構であり、修復を逃れた遺伝子変異に由来する異常タンパク質に起因する毒性から細胞を守る、細胞の防御機構の一つである。これまでに我々は、高等生物におけるNMDの分子機構の解明を通じて、NMD阻害を特異的に阻害する系を始めて開発し、NMDの生理機能やその操作の応用可能性を検証することが可能となってきた。本研究では、これらを利用して、NMDの操作が、医学・医療面でどのような応用可能性を有するかを探る事を目的とした。具体的には、NMDを阻害する方法として、既に見いだしたWortmannnin及びCaffeinというhSMG-1というNMDに必須の酵素の阻害薬に加え、hSMG-1の発現を抑制するsiRNA配列を検索、同定してこれらを用いた。これらを用いて、collagen type VIα2遺伝子に異常を有する、Ullrich型筋ジストロフィー症の患者由来の線維芽細胞をモデル系として用い、まず、を通常NMD系によりそのmRNAが分解排除されているために合成されていない、トランケート型の異常タンパク質を発現誘導することを確認した。興味深いことに、この例ではα2鎖の合成異常によりcollagen type VIトリプルヘリックス全体の合成・分泌、細胞外基質への取り込み、細胞接着能発揮、などが異常となっているが、NMDを阻害すると、これら全てに改善が見られた。つまり、本症例においては、NMDは疾患症状の増悪に関わっている事が始めて示された。さらに、NMDを阻害する事により疾患症状を改善できるケースがあることを始めて明らかとした。

Heritage ヒ ト disease 伝 son や inferior creatures - variant の parsing か ら Ming ら か と な っ た heritage 伝 - different の 1/4 degree は final に ナ ン セ ン ス コ ド ン を have す る mRNA を raw じ る タ イ プ の - different で あ る ら し い. ナ ン セ ン ス コ ド ン を have す る mRNA は ト ラ ン ケ ー ト type の タ ン パ ク qualitative を コ ー ド す る が, be interstate に は こ の よ う な タ ン パ ク qualitative が 検 out さ れ な い こ と が general で あ る. こ れ は ナ ン セ ン ス コ ド ン を have す る mRNA が sentaku に decomposition さ れ て い る こ と に cause す る. <s:1> youdaoplaceholder0 phenomenon youdaoplaceholder7 nonsense mediated mRNA decay NMD と shout ば れ, yeast か ら ヒ ト に to る ま で save さ れ た eukaryotes に common な institutions で あ り, repair を fled れ た heritage 伝 sub - different に origin す る abnormal タ ン パ ク cause qualitative に す る toxicity か ら cells keep る を, の defense agency の a つ で あ る. こ れ ま で に I 々 は, higher biological に お け る NMD の molecular institutions の interpret を tong じ て, NMD resistance against を specific に resistance against す る system beginning を め て open 発 し, NMD の physiology や そ の operation の 応 possibility with を 検 card す る こ と が may と な っ て き た. This study で は, こ れ ら を using し て, NMD の が operation, medicine, medical surface で ど の よ う な 応 with possibility を す る か を agent る matter を purpose と し た. Specific に は, NMD を resistance against す る method と し て, に see both い だ し た Wortmannnin and び Caffein と い う hSMG - 1 と い う NMD に must の enzyme の resistance against 薬 に え, hSMG - 1 の 発 now を inhibit す る siRNA match column を 検 cable, with し て こ れ ら を with い た. Youdaoplaceholder2 れらを uses れらを て and collagen type VI alpha 2 heritage 伝 son に abnormal を す る, Ullrich reinforcement ジ ス ト ロ フ ィ の ー disease patients origin の line d bud cells を モ デ ル department と し て い, ま ず, を usually NMD に よ り そ の mRNA が decomposition exclude さ れ て い る た め に synthetic さ れ て い な い, ト ラ ン ケ ー ト type の abnormal タ ン パ ク qualitative を 発 now induced す る こ と を Confirm that た. Fun deep い こ と に, こ の example で は alpha 2 lock の synthetic anomaly に よ り collagen type VI ト リ プ ル ヘ リ ッ ク ス all の synthesis, secretion, extracellular matrix へ の take り 込 み, cell can then 発 swing, な ど が abnormal と な っ て い る が, NMD を resistance against す る と, こ れ ら full て に improve が see ら れ た. つ ま り, this example に お い て は, NMD は disease symptoms の raised 悪 に masato わ っ て い が る things beginning め て in さ れ た. さ ら に, NMD を resistance against す る matter に よ り disease symptoms を improved で き る ケ ー ス が あ る こ と を beginning め て Ming ら か と し た.

项目成果

Baba M: "Loss of von Hippel-Lindau protein causes cell density dependent deregulation of Cyclin D1 expression through hypoxia inducible factor"Oncogene. 22・18. 2728-2738 (2003)

Baba M：“von Hippel-Lindau 蛋白的丢失通过缺氧诱导因子导致细胞密度依赖性的 Cyclin D1 表达失调”Oncogene 22・18 (2003)。

Suzuki, A.: "Protein kinase C l/I (PKC l/I) : aPKC isotype essential for the development of multicellular organism."J.Biochem (Tokyo). 133(1). 9-16 (2003)

Suzuki, A.：“蛋白激酶 C l/I (PKC l/I)：对于多细胞生物体的发育至关重要的 aPKC 同种型。”J.Biochem（东京）。

Mizuno, K.: "Self-association of PAR-3 mediated by the conserved N-terminal domain contributes to the development of epithelial tight junctions."J.Biol.Chem.. 278(33). 31240-31250 (2003)

Mizuno, K.：“由保守的 N 末端结构域介导的 PAR-3 的自缔合有助于上皮紧密连接的发展。”J.Biol.Chem.. 278(33)。

Yamanaka, T.: "Mammalian Lgl forms a protein complex with PAR-6 and aPKC independently of PAR-3 to regulate epithelial cell polarity."Current Biology. 13(9). 734-743 (2003)

Yamanaka, T.：“哺乳动物 Lgl 与 PAR-6 和 aPKC 形成一种独立于 PAR-3 的蛋白质复合物，以调节上皮细胞极性。”《当代生物学》。

Kitamura K: "The second phase activation of protein kinase Cd at late G1 is required for DNA synthesis in serum-induced cell cycle progression."Genes to Cells. 8. 311-324 (2003)

Kitamura K：“蛋白激酶 Cd 在 G1 晚期的第二阶段激活是血清诱导的细胞周期进展中 DNA 合成所必需的。”基因到细胞。