分子生物学分野

新潟大学大学院医歯学総合研究科

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発表論文の解説

p62のスプライシングによるKeap1-Nrf2システムの抑制

Negative regulation of the Keap1-Nrf2 pathway by a p62/Sqstm1 splicing variant.
Kageyama S, Saito T, Obata M, Koide RH, Ichimura Y, Komatsu M.

Mol Cell Biol. 2018 Jan 16; [Epub ahead of print]

 

  Keap1-Nrf2システムにおいて、Keap1はユビキチンリガーゼ(正確にはCullin 3型ユビキチンリガーゼのアダプタータンパク質)として働き、Nrf2は転写因子として生体防御酵素群の遺伝子発現を調節する。即ち細胞が活性酸素や親電子性物質などのストレスに曝されると、Keap1がセンサーとして働き、Nrf2の分解を停止して、Nrf2が活性化します。一方、p62はオートファジーによる量的制御およびリン酸化やユビキチン化などの質的制御によりNrf2と競合的にKeap1と結合、不活性化し、Nrf2を活性化することがわかっています (Komatsu et al., NCB 2010, Ichimura et al., Mol. Cell 2013)。 
 私たちは、マウスのゲノムデータベースにおいてKeap1との相互作用領域の一部を欠失したp62スプライシングバリアントが登録されていることに気がつきました(図1)。 

図1

このバリアントの発現はマウス胚性繊維芽細胞やマウス肝臓において確認され、野生型と同様にストレスによる遺伝子発現誘導、凝集体形成およびオートファジーによる分解が認められました。一方、全長型p62とは対照的に、p62バリアントはKeap1との結合能力が失われており(図2)、p62バリアントを過剰発現させた細胞ではオートファジーによるKeap1の分解が抑制、その結果、Nrf2のユビキチン化が亢進していました。このp62スプライシングの生理的意義を検証するため、スプライシングバリアントを持たないp62-GFPノックインマウスを利用した実験を行った結果、p62バリアントを持たない細胞ではストレス除去後も高いNrf2の活性化を示しました。すなわち、細胞は、全長型p62を介したNrf2活性化機構を有する一方、p62のスプライシングにより活性化Nrf2を速やかに抑制する複雑な制御機構を有すると推察されます(図3)。今後は、他の動物種においてもp62スプライシングバリアントが同様の機能を有するのか検証していく必要があると考えています。


図1

図1

 

 

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