オートファジーと上皮細胞極性形成の連関による腸管恒常性維持機構の解明

通过自噬与上皮细胞极性形成之间的联系阐明肠道稳态维持机制

• 批准号: 16J02727
• 负责人: 長井 広樹
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J02727/
• 关键词: オートファジー; Ref(2)P/p62; 3細胞結合部位; ROS; 腸内常在菌; 腸管恒常性; 腸内細菌

細胞内のタンパク質複合体などを分解するオートファジーの機能不全は、腸内細菌とともに炎症性腸疾患の発症リスクとなるが、そのメカニズムは不明である。本研究ではショウジョウバエをモデル生物に用い、オートファジー不全が起きた腸管上皮細胞ではRef(2)Pタンパク質（哺乳類p62）が蓄積し、それらが腸内常在菌依存的な活性酸素種（ROS）の刺激に応じて多量体を形成することこそが、腸管上皮の恒常性を破綻させる原因であることを明らかにしてきた。今年度は、ROS刺激に応じてRef(2)Pの多量体形成が起こるメカニズムに関する解析を行った。その結果、①ROSの1種であるH2O2をショウジョウバエ個体に経口摂取させた際に、Ref(2)Pの多量体が腸管上皮細胞の3細胞結合部位近傍に局在していることを見出した。また、3細胞結合部位の構成因子の発現を抑制すると、オートファジー不全腸管上皮細胞におけるRef(2)P多量体形成がキャンセルされた。これらの結果から、3細胞結合部位がROS刺激に応じたRef(2)P多量体形成の場であることが示唆された。続いて、②Ref(2)P多量体が3細胞結合部位のような特殊な場に局在するメカニズムに迫るため、前年度より実施していたオートファジー不全個体のH2O2摂取時の生存率低下に関与する遺伝子の網羅的スクリーニングを進めた。スクリーニングの結果、31遺伝子を同定し、そのうちの13遺伝子が、ROS刺激依存的なRef(2)P多量体の形成や局在に影響を与えた。それらの遺伝子には膜貫通タンパク質も含まれており、細胞外から与えられるROS刺激を感知しRef(2)P多量体形成を誘導する因子である可能性が考えられる。今後、同定した遺伝子とオートファジーやRef(2)Pの関係を解析することで、オートファジー不全腸管で炎症が生じる分子メカニズムを明らかにできると期待される。

自噬的功能障碍会降解细胞内的蛋白质复合物等，是患炎症性肠病和肠道细菌的风险，但这种机制尚不清楚。在这项研究中，果蝇被用作模型生物体，并且已经表明，参考（2）P蛋白（哺乳动物p62）积累在自噬是不足的肠上皮细胞中，而多聚体的形成，而多聚体则响应于反应性氧化物的刺激（玫瑰）散发性肠道疾病的刺激症状是散发性的，则是brevister虫的造成物质。今年，我们分析了Ref（2）P多聚合物形成是响应ROS刺激而发生的机制。结果，1）当果蝇的个体被带有一种ROS类型的个体口服摄入时，REF（2）P的多聚体位于肠上皮细胞的3细胞结合位置附近。此外，在自噬不含肠上皮细胞中，在三细胞结合位点抑制组成因子的表达取消了REF（2）P多聚化。这些结果表明，3细胞结合位点是ROS刺激REF（2）P多聚合物形成的位点。接下来，为了仔细研究Ref（2）P多组分在特殊领域（例如三细胞结合位点）的机制，我们已经继续筛选了降低自噬在H2O2 Intestion时降低自噬速度生存率的基因，自上一年以来就已经进行了H2O2 Intestion。筛选导致31个基因被鉴定出来，其中13个影响了ROS刺激依赖性参考（2）P多组的形成和定位。这些基因还含有跨膜蛋白，它们可能是感知来自细胞外部的ROS刺激并诱导REF（2）P多聚合物形成的因素。可以预期，通过分析已鉴定的基因与自噬之间的关系和REF（2）P，可以揭示出炎症发生在自噬不足的肠道中的分子机制。

项目成果

腸内常在菌に対する腸管恒常性のオートファジーによる維持機構解明

阐明肠道常驻细菌自噬维持肠道稳态的机制

• 发表时间: 2016
• 作者: 長井広樹;矢野環;倉田祥一朗
• 通讯作者: 倉田祥一朗

Autophagy ensures homeostatic state of Drosophila intestinal epithelia in the presence of enteric bacteria

自噬确保果蝇肠上皮在肠道细菌存在的情况下的稳态

• 发表时间: 2017
• 作者: Hiroki Nagai;Shoichiro Kurata;Tamaki Yano
• 通讯作者: Tamaki Yano

ショウジョウバエ中腸におけるオートファジーによる腸内常在菌に対する応答制御機構の解明

阐明果蝇中肠自噬对常驻肠道细菌的反应控制机制

• 发表时间: 2016
• 作者: 長井広樹;矢野環;倉田祥一朗
• 通讯作者: 倉田祥一朗

腸管オートファジー不全によるバリア機能破綻

肠道自噬缺陷导致屏障功能破坏

• 发表时间: 2017
• 作者: 多々良浩司;長井広樹;矢野環;倉田祥一朗
• 通讯作者: 倉田祥一朗

Autophagy-mediated intestinal homeostasis in Drosophila

自噬介导的果蝇肠道稳态

• 发表时间: 2018
• 作者: Tamaki Yano;Hiroki Nagai;Shoichiro Kurata
• 通讯作者: Shoichiro Kurata