Functional analysis of transcription factor NRF3 as a novel tumor growth factor in pancreatic cancer
佐藤克哉; 道原琢登; 山元康平; 佐藤健; 松本光代; 五十嵐和彦; 和久剛; 小林聡
日本分子生物学会年会プログラム・要旨集(Web), 46th, 2023
大腸ガン細胞におけるNRF3遺伝子の発現誘導メカニズムの解明
青野 栞; 和久 剛; 筆宝 義隆; 小林 聡
日本生化学会大会プログラム・講演要旨集, (公社)日本生化学会, 91回 [1T14a - 03(1P, Sep. 2018
大腸がんの細胞増殖を制御するβ‐catenin‐NRF3‐20Sプロテアソーム経路
小林聡; 青野栞; Masudul Chowdhury AM; 畠中惇至; 筆宝義隆; 和久剛
がんと代謝研究会プログラム&抄録集, 6th 68 , May 2018
Histone H3K36 monoおよびdi methylationのreaderとしてのTET2タンパク質のcysteine rich domain(Cysteine rich domain of TET2 protein as a reader of histone H3 K36 mono and di methylation)
山形 一行; 木村 宏; 小林 聡; Yang Shi
日本生化学会大会プログラム・講演要旨集, (公社)日本生化学会, 89回 [3T15 - 03(3P, Sep. 2016
Histone H3 K36 monoおよびdi methylationのreaderとしてのTET2タンパク質のcysteine rich domain(Cysteine rich domain of TET2 protein as a reader of histone H3 K36 mono and di methylation)
山形 一行; 木村 宏; 小林 聡; Yang Shi
日本生化学会大会プログラム・講演要旨集, (公社)日本生化学会, 89回 [3P - 238(3T15, Sep. 2016
Gone regulation of the proteasome recovery pathway bv the transcription factor Nrfl (NFE2L1)
Akira Kobayashi; Yoshiki Tsuchiya
Seikagaku, Japanese Biochemical Society, 86(2) 265 - 268, 2014, Book review
オートファジー選択的基質p62による転写調節機構(Discovery of novel regulation of Nrf2-Keap1 system by a selective autophagy substrate, p62)
小松 雅明; 黒河 博文; 和栗 聡; 小林 聡; 田中 啓二; 山本 雅之
日本細胞生物学会大会講演要旨集, (一社)日本細胞生物学会, 61回 196 - 196, May 2009
Hepatoprotective Role of Heme Oxygenase-1 in vivo in Basal and Oxidative Environments.
Mamiya T; Katsuoka F; Hosoya T; Hirayama A; Kobayashi A; Maher J; Matsui H; Hyodo I; Yamamoto M
Tohoku J Exp Med., 216(4) 331 - 339, 2008
Ebselen, a seleno-organic antioxidant, as an electrophile (vol 19, pg 1196, 2006)
Toyo Sakurai; Masaya Kanayama; Takahiro Shibata; Ken Itoh; Akira Kobayashi; Masayuki Yamamoto; Koji Uchida
CHEMICAL RESEARCH IN TOXICOLOGY, AMER CHEMICAL SOC, 19(11) 1557 - 1557, Nov. 2006, Others
Integrated mechanisms for detoxification and anti-oxidant response in animals
H Motohashi; T Suzuki; H Okawa; K Tong; M Tauchi; F Katsuoka; A Kobayashi; Y Fujii; M Yamamoto
PLANT AND CELL PHYSIOLOGY, OXFORD UNIV PRESS, 47 S19 - S19, 2006, Summary international conference
Cloning of a coproporphyrinogen oxidase promoter regulatory element binding protein.
S Takahashi; K Furuyama; A Kobayashi; S Taketani; H Harigae; M Yamamoto; K Igarashi; H Yokoyama; Ishikawa, I; O Sasaki; J Kameoka; K Miyamura; K Meguro; N Hayashi; T Sasaki
BLOOD, AMER SOC HEMATOLOGY, 96(11) 285A - 285A, Nov. 2000, Summary international conference
GC box結合転写因子BTEB遺伝子欠損マウスの小脳機能失調 (生化学)
守田匡伸; 中島修; 高橋智; 島貫智匡; 小林聡; 今高寛晃; 小倉博雄; 山本雅之; 藤井義明
生化学, 71(8) 997 - 997, Aug. 1999, Introduction scientific journal
新たなNF-E2関連因子Nrf3の単離と機能解析 (生化学)
小林聡; 伊藤悦朗; 土岐力; 小亀圭司; 五十嵐和彦; 山本雅之; 林典夫
生化学, (公社)日本生化学会, 71(8) 947 - 947, Aug. 1999, Introduction scientific journal
マウスbach1遺伝子の構造解析 (生化学)
孫継英; 五十嵐和彦; 小林聡; 星野英人; 西村滋子; 山本雅之; 林典夫
生化学, (公社)日本生化学会, 71(8) 814 - 814, Aug. 1999, Introduction scientific journal
クロマチン機能の制御 グロビン遺伝子LCRと抗体重鎖遺伝子LCRの結合因子群 (生化学)
五十嵐和彦; 小林聡; 吉田近思; 武藤哲彦; 星野英人; 竹安邦夫; 山本雅之; 林典夫
生化学, (公社)日本生化学会, 71(8) 608 - 608, Aug. 1999, Introduction scientific journal
Functional analyses of Bach2-associated factor FOB
KOBAYASHI Akira; YAMAGIWA Hironori; MUTO Akihiko; MOCHITA Miyuki; HOSHINO Hideto; YAMAMOTO Masayuki; HAYASHI Norio; IGARASHI Kazuhiko
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集, 21 406 - 406, 01 Dec. 1998
Structure of Mouse bach2 Gene
TAKAHASHI S.; HOSHINO H.; MUTO A.; ITO E.; YAMAMOTO M.; KOBAYASHI A.; IGARASHI K.; HAYASHI N.
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集, 21 405 - 405, 01 Dec. 1998
Funetion of BTB domain of FOB, a friend of Bach
MOCHITA Miyuki; KOBAYASHI Akira; YAMAGIWA Hironori; YAMAMOTO Masayuki; HAYASHI Norio; IGARASHI Kazuhiko
日本分子生物学会年会プログラム・講演要旨集, 21 406 - 406, 01 Dec. 1998
Regulation of AH receptor (dioin receptor) activity in the inducible expression of drug metabolizing enzymes
Y Fujii-kuriyama; J Mimura; M Ema; A Kobayashi; K Sogawa
NAUNYN-SCHMIEDEBERGS ARCHIVES OF PHARMACOLOGY, SPRINGER VERLAG, 358(1) R387 - R387, 1998, Summary international conference
Transcription regulation by Ah receptor, Arnt and their related transcription factors
Y Fujii-Kuriyama; A Kobayashi; M Ema; J Mimura; M Morita; K Sogawa
FASEB JOURNAL, FEDERATION AMER SOC EXP BIOL, 11(9) A780 - A780, Jul. 1997, Summary international conference
Elucidation of the mechanism of growth of refractory pancreatic cancer and development of new therapeutic strategies.
小林 聡
Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, 2024/06 -2026/03, Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory), Doshisha University
アルギニンシグナルによる新たな生理作用:マクロピノサイトーシスとがん免疫回避
小林 聡
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 2023/04 -2026/03, 基盤研究(B), 同志社大学
腫瘍免疫系における転写因子NRF3を介した肥満パラドックスの分子メカニズム解明
和久 剛; 小林 聡
日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 2022/04 -2025/03, 基盤研究(C), 同志社大学
Investigation of molecular mechanisms underlying selective autophagy activation upon proteasome dysfunction
小林 聡
Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area), 2022/04 -2024/03, Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area), Doshisha University
Improvement of immune checkpoint inhibition therapy for the treatment of pancreatic cancer
小林 聡
本研究の目的は、膵臓ガンの乳酸産生メカニズムを解明し、その阻害が与えるT細胞への影響を解明することで、免疫チェックポイント阻害療法を奏功させる新たな治療法を開発する点にある。ノーベル生理学医学賞を授与された免疫チェックポイント阻害療法はガン治療に革命をもたらしたが、奏功しないガンも多い。例えば、膵臓ガンは大量に乳酸を分泌することで攻撃してきたT細胞やNK細胞等を不活化するため、同治療法が奏功しない(Brand A (2016) Cell Metabolism)。したがって膵臓ガンの乳酸産生メカニズムを解明し、これを阻害する薬剤を開発すればガン免疫療法の膵臓ガン治療効果を高めるはずである。しかし現時点では、そのような薬剤はまだ開発できていない。
本研究では、膵臓ガンの乳酸産生メカニズムを解明することで、ひいては、その乳酸産生メカニズムを阻害する治療法開発につなげる。解析ターゲットとしては、申請者らが世界に先駆けて発見した転写因子NRF3 (NFE2L3) (Kobayashi A. (1999) J Biol Chem)にフォーカスを当てる。なぜなら申請者らは、NRF3が膵臓がん細胞において乳酸合成酵素LDHAの遺伝子発現を誘導することを発見したためである。そこで、このNRF3-LDHA経路について細胞ないしマウス移植実験を駆使して解明する。この経路の存在が実証された場合は、さらにNRF3阻害剤であるHIV治療薬nelfinavirが膵臓がんの乳酸分泌を抑制することで膵臓がんの免疫回避能を減弱するか検証する。, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, 2021/07 -2023/03, Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory), Doshisha University
Elucidation of novel physiological effects of amino acid signaling and its mediated lifespan extension and immune exhaust
小林 聡; 和久 剛
タンパク質を構成するアミノ酸がシグナル伝達因子として機能することが明らかにされ、食と医療という観点から大変注目を集めている。例えばロイシンはmTorc1シグナル系を活性化して細胞増殖を亢進させる。しかし生理作用が解明できていないアミノ酸はまだ多く、さらにそれが高次生命現象につながった例も少ない。そのような状況で申請者らは、アミノ酸レベルの低下が転写因子NRF3を活性化しアミノ酸トランスポーター遺伝子を誘導することを発見した。これはアミノ酸低下というシグナルが転写因子に作用し遺伝子発現を制御する珍しい現象である。NRF3は申請者が発見した転写因子であり、その祖先遺伝子である線虫のSkn1は栄養制限による寿命延長に関わる。さらにNRF3はがん抑制因子p53による細胞老化を阻害することでがんを悪性化する。つまりアミノ酸によるNRF3活性制御と生理作用の解明は、寿命延長やがん悪性化という高次生命現象の解明につながる可能性が高い。そこで本研究ではアミノ酸シグナルの新たな生理作用として、アミノ酸低下によるNRF3を介した生理作用を解明する。
本年度の研究成果としては、アミノ酸レベルの低下によりNRF3が活性化する知見から、NRF3を活性化するアミノ酸がアルギニンであること発見した。細胞内アルギニンレベルの低下を回復させるために、NRF3は細胞外物質を取り込むエンドサイトーシスの一種であるマクロピノサイトーシスを誘導することも明らかにした。これらNRF3の作用により回復したアルギニンというシグナルが、NRF3が発現制御する遺伝子とともに、細胞増殖を活性化するmTorc1をリソソームにリクルートしていた。以上の結果から、NRF3はアルギニンのレベルを感知し、細胞増殖を制御する転写因子であることを見出した。, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, 2020/04 -2023/03, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Doshisha University
Pathophysiological role of NRF3-mediated protein degradation in colorectal cancer development
Waku Tsuyoshi
The mechanism of how proteasome activity is maintained in cancer cells has remained unclear. The transcription factor NRF1 induces the expression of almost all proteasome-related genes under proteasome inhibition. NRF1 and its phylogenetically closest homolog NRF3 are both highly expressed in several types of cancers, such as colorectal cancer. Herein, we provide the novel regulatory mechanism of basal proteasome activity in cancer cells through an NRF3-CPEB3-NRF1 translational repression axis.
The genetic association of a transcription factor NRF3 with obesity has been suggested, although the molecular mechanisms remain unknown. Here, we found that NRF3 up-regulated gene expression in the SREBP2-dependent mevalonate pathway by inducing the gene expression and forming a transcriptional complex. NRF3 also induced macropinocytosis for cholesterol uptake and GGPP production for lipogenesis inhibition. This study provides the gene expression network of NRF3-regulated lipid metabolism., Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, 2019/04 -2022/03, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Doshisha University
液-液相分離による超多数遺伝子群の協調的発現機構の解明
小林 聡
三菱財団, 自然科学研究, 2020/10 -2021/09, Principal investigator
アンチエイジングをもたらすタンパク質分解酵素プロテアソームの連動的発現機構の 解明
小林 聡
日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 2019/06 -2021/03, Principal investigator, Competitive research funding
Functional analysis of a novel regulatory axis of a proteasome in cancer development
Waku Tsuyoshi; Kobayashi Akira; Murata Shigeo; Hamazaki Jun; Hamakubo Takao; Watanabe Akira
We demonstrate that transcription factor NRF3 (NFE2L3) induces the gene expression of 20S proteasome chaperone POMP. The upregulation of the NRR3-POMP axis enhances the 20S proteasome assembly, leading to the ubiquitin-independent degradation of tumor suppressor proteins, including retinoblastoma (Rb) and p53. The upregulated axis further causes tumorigenesis and metastasis, and poor prognosis of colorectal cancer patients. These results uncover the significance of this novel 20S proteasome assembly axis in cancer development., Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B), 2017/04 -2019/03, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Doshisha University
大腸がん治療へのHIV治療薬のドラッグリポジショニング
小林 聡
京都大学, 橋渡し研究戦略的プログラム(シーズA), 2017/04 -2018/03, Principal investigator, Competitive research funding
プロテアソームの発現機構の解明とアンチエイジングへの応用
小林 聡
日本学術振興会, 基盤研究(B), 2016/04 -2018/03, Principal investigator, Competitive research funding
高次神経機能障害の発症メカニズムの解明と新規治療法の開発
小林 聡
文部科学省, 私立大学戦略的研究基盤形成支援事業, 2012/04 -2017/03, Principal investigator, Competitive research funding
脂肪滴を介した新たな転写代謝システムの解明
小林 聡
タンパク質恒常性(Proteostasis)を制御する転写因子Nrf1は、最近、脂質代謝調節にも関わることが明らかにされている。しかし、その詳細は解明されているとは言いがたい。本研究では、Nrf1が形成する転写代謝システムの全容解明を目指す。まず遺伝学解析に優れたショウジョウバエ解析系をモデルとして導入した。ショウジョウバエのNrf1祖先遺伝子であるCncCも同様に脂質代謝に関わるのか検討するために、CncCあるいはその変異体をショウジョウバエの脂肪組織Fat bodyに過剰発現させたところ、Nrf1にも保存されているNHB1ドメインを欠失させたCncCΔN変異体が脂肪形成を著しく減少させた。この結果は、CncCも脂肪代謝に関わること、そしてNHB1ドメインはNrf1と同様にCncCの機能を抑制していることを示す。次に、CncCΔN過剰発現による変動遺伝子を解析した結果、予想外に代謝関連遺伝子に大きな変動はなく、免疫関連遺伝子の発現が亢進していた。このことは、免疫系と脂質代謝のクロストークを示唆しているのかもしれない。一方、Nrf1ないしCncCが遺伝子発現を行うためには、NHB1ドメインによる抑制機構からの活性化が必須となる。この活性化機構を解明するために、プロテオーム解析を行った。その結果、Nrf1は、細胞質と核においてそれぞれユビキチンライゲースHrd1とβTrCPによりタンパク質分解されていることを明らかにした。さらに脱ユビキチン化酵素Usp15による核におけるNrf1安定化の拮抗メカニズムの存在も見出した。しかしながらNrf1活性化(核移行)はこれら分子機構の制御ではなく、ステロール合成の転写因子SREBPのように、タンパク質切断による小胞体からの解離にあると考えている。, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型), 2014/04 -2016/03, 新学術領域研究(研究領域提案型), 同志社大学
脂肪滴を介した新たな転写代謝システムの解明
小林 聡
文部科学省, 新学術領域, 2014/03 -2016/03, Principal investigator, Competitive research funding
転写因子Nrf1による脂質代謝制御機構の発展的研究
小林 聡
日本学術振興会, 基盤研究(C), 2010/04 -2012/03, Principal investigator, Competitive research funding
Advanced investigation of molecular regulation of lipid metabolism by the transcription factor Nrf1
KOBAYASHI Akira; TSUCHIYA Yoshiki
The experimental purpose of this project is to investigate regulatory mechanisms of the transcription factor Nrf1(NF-E2-related factor 1) for lipid metabolism. First, we found that the turnover of Nrf1 is regulated by the ubiquitin ligase Hrd1 and β-TrCP in the cytoplasm and nucleus, respectively. Second, we identified that proteasome subunit genes psmc4 and psmb6 were direct Nrf1 target genes., Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C), 2010 -2011, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Doshisha University
メタボリックシンドロームにおける転写因子Nrf1の遺伝子発現ネットワーク
小林 聡
日本学術振興会, 基盤研究(C), 2007/04 -2009/03, Principal investigator, Competitive research funding
酸化ストレスセンサーKeap1のストレス応答機構
小林 聡
文部科学省, 特定領域研究, 2007/04 -2009/03, Principal investigator, Competitive research funding
タンパク質分解制御による酸化ストレス応答機構の解明
小林 聡
文部科学省, 特定領域研究, 2007/04 -2009/03, Principal investigator, Competitive research funding
タンパク質分解制御による酸化ストレス応答機構の解明
小林 聡; 土谷 佳樹
Keap1-Nrf2システムは, 生体の酸化ストレス・親電子性物質応答に関わる遺伝子発現制御システムである。Keap1は, 酸化ストレスに対するセンサーであり, 一方Nrf2は酸化ストレス防御遺伝子の発現を活性化する転写因子として機能する。最近申請者は, 酸化ストレスセンサーであるKeap1が, Cul3型ユビキチンライゲースのアダプターとしての機能も持ち, 転写因子Nrf2をプロテアソーム依存的にすみやかに分解していることを, 世界に先駆けて明らかにした。さらに, 酸化ストレスによるNrf2の活性化の実態は, Keap1-Cul3ユビキチンライゲースによる分解抑制からの脱抑制であることを示していた。本研究では, この酸化ストレスによるKeap1依存的ユビキチン化反応の阻害機構とさらに他のシグナル系とのクロストークについて解析を行った。
まずKeap1とM2の相互作用は, Nrf2のNeh2ドメイン内にあるDLGモチーフとETGEモチーフがそれぞれKeap1のDGRドメインと相互作用することを示した。DLG-DGR間の結合親和性はETGE-DGR間よりも低く, この結合が解離してもNrf2のユビキチン化が阻害され, 安定化することを見出した。したがって, 酸化ストレスによるNrf2の活性化機構の実態は, Keap1のシステイン残基の酸化修飾によりKeap1二量体の構造変換をもたらし, DLG-DGR間の結合が解離することにあるという申請者の仮説を支持した。さらにこのDLG-DGR間の結合を阻害する因子としてオートファジーに関わるp62を同定した。p62は, Keap1のDGRドメインに結合することで, Nrf2とKeap1の相互作用を競合的に阻害した。すなわち, 細胞内のバルクなタンパク質分解機構であるオートファジーとKeap1-Nrf2システムのクロストークの存在を明らかにした。, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 特定領域研究, 2007 -2008, 特定領域研究
酸化ストレスセンサーKeap1のストレス応答機構
小林 聡; 土谷 佳樹
Keap1-Nrf2システムは, 生体の酸化ストレス・親電子性物質応答に関わる遺伝子発現制御システムである。Keap1は酸化ストレスに対するセンサーであり, 一方Nrf2は酸化ストレス防御遺伝子の発現を活性化する転写因子として機能する。最近申請者は, 酸化ストレスセンサーであるKeap1が, Cul3型ユビキチンライゲースのアダプターとしての機能も持ち, 転写因子Nrf2をプロテアソーム依存的にすみやかに分解していることを, 世界に先駆けて明らかにした。さらに, 酸化ストレスによるNrf2の活性化の実態は, Keap1-Cul3ユビキチンライゲースによる分解抑制からの脱抑制であることを示していた。本研究では, Keap1による酸化ストレス感知機構の分子機構ついて解析を行った。
Keap1は分子内のシステイン残基で酸化ストレスを感知するが, それがいかにNrf2の活性化につながるかは不明であった。Keap1とNrf2の相互作用について検討した結果, Nrf2のNeh2ドメイン内にあるDLGモチーフとETGEモチーフがそれぞれKeap1のDGRドメインと相互作用することを見出した。DLG-DGR間の結合親和性はETGE-DGR間よりも低く, この結合が解離するとNrf2のユビキチン化が阻害され, 安定化することを見出した。したがって, 酸化ストレスによるNrf2の活性化機構の実態は, Keap1のシステイン残基の酸化修飾によりKeap1二量体の構造変換をもたらし, DLG-DGR間の結合が解離することにあるという申請者の仮説を支持した。さらにこの相互作用を競合阻害する因子として, 細胞内のバルクなタンパク質分解に関わるp62を同定し, p62の蓄積がNrf2を活性化することを見出した。すなわち, オートファジーと酸化ストレス応答とのクロストークの存在を示唆した。, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 特定領域研究, 2007 -2008, 特定領域研究
Physiological roles of the transcription factor Nrf1 on the lipid metabolism
KOBAYASHI Akira; TSUCHIYA Yoshiki
本研究の目的は, 社会的な問題に発展しているメタボリックシンドロームに対する新たな治療標的として転写因子Nrf1に着目し, その脂質代謝にかかわる遺伝子発現制御ネットワークを解明する点にある。Nrf1の肝臓特異的遺伝子破壊マウスは, 肝臓に脂肪が蓄積して, 脂肪肝を経て最終的に肝ガンを発症する。 このマウスの症状は, ヒトの非アルコール性脂肪肝(NASH)の症状ときわめて酷似しているため, 疾患モデルマウスとなることが期待されている。本研究では, Nrf1の欠失による遺伝子発現制御ネットワークの破綻がもたらす脂質代謝異常について, その発症の分子機構を解析することを目標した。
まずNrf1の標的遺伝子を同定するために, Nrf1遺伝子破壊マウスの肝臓を用いてマイクロアレー解析を行った。Nrf1は転写活性化因子のため, 遺伝子破壊によって発現が減少している遺伝子に着目したが, 脂質代謝に関わる遺伝子は見いだせなかった。このことは, Nrf1は脂質代謝に対して直接は機能せず, 本来の生理機能が破綻したことによって間接的に脂質代謝へ影響をもたらした可能性が示唆された。次に, Nrfの生理機能をもたらす分子基盤として, Nrf1の細胞内局在とタンパク質機能制御について検討した。Nrf1は, 通常細胞質の小胞体(ER)に局在し, プロテアソーム依存的なタンパク質分解を受けていることを見いだした。すなわちNrf1の機能発現には, この小胞体局在とタンパク質分解による機能抑制を解除する活性化シグナル・ストレスが存在することを見いだした。そこで, Nrf1タンパク質の分解機構を解明する目的で, Nrf1結合タンパク質を検索した結果, ユビキチン結合酵素のアダプターを同定した。したがって, Nrf1は, ユビキチンープロテアソーム依存的にタンパク質分解を受けている可能性が高いことが分かった。, Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C), 2007 -2008, Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
酸化ストレスセンサーKeap1によるストレス感知機構と分解制御
小林 聡
日本学術振興会, 基盤研究(C), 2005/04 -2007/03, Principal investigator, Competitive research funding
Stress sensing and protein degradation mechanism of oxidative stress sensor Keapl
KOBAYASHI Akira
Transcription factor Nrf2 is a major regulator of genes encoding phase 2 detoxifying enzymes and
anti-oxidant stress proteins in response to electrophilic agents and oxidative stress. In the absence of such
stimuli, Nrf2 is inactive owing to its cytoplasmic retention by Keap 1 and rapid degradation through the
proteasome system. In this research, we identified that Nrf2 associates with Keap 1 homodimer complex
through the DLG and ETGE motifs in the two site molecular recognition manner. It seems that this
association allows for the efficient ubiquitin transfer to lysine residues of Nrf2, ultimately resulting in the
rapid degradation of Nrf2 under unstressed conditions. Biochemical study showed that association of
DLG motif with Keapl is weaker that that of ETGE motif. Therefore we hypothesize that oxidative stress
provokes the conformational change of Keapl, resulting in disruption of the weak binding between DLG
and Keap1. This disruption might stabilize and activate Nrf2 because of the inhibited ubiquitination.
This stabilization of Nrf2 by oxidative stress seems to be one of the nature way of stress-mediated
activation of Nrf2., Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C), 2005 -2006, Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
酸素センサーを介した転写制御機構の解析
小林 聡
文部科学省, 科学技術振興調整費(若手任期付教員支援), 2003/04 -2005/03, Principal investigator, Competitive research funding
分化方向性の制御から挑む再生医工学
山本雅之
日本学術振興会, 萌芽研究, 2002/04 -2004/03, Competitive research funding
転写因子Nrf3の腫瘍とapoptosis誘導における機能解析
小林 聡
文部科学省, 特定領域研究(C), 2001/04 -2002/03, Principal investigator, Competitive research funding
転写因子Nrf3の大腸癌とT細胞分化における機能解析
小林 聡
基盤研究(C), 2000/04 -2002/03, Principal investigator, Competitive research funding
Functional analysis of BTEB and BTEB2 transcription factors by gene-targeting technology
FUJII Yoshiaki; SOGAWA Kazuhiro; KOBAYASHI Akira; YAMAMOTO Masayuki
Mouse BTEB and BTEB2 are transcription factors with three-time-repeated C_2H_2 zinc finger motif and bind the GC-box consensus sequence. In order to investigate their physiological functions, we have constructed targeting vectors by replacing the first exon with structural genes for β-gal in translational coding phase and neo and made BTEB- and BTEB2-deficient mice by homologous recombination technology using these targeting vectors. Concerning the BTEB-null mice, they, either male or female, were born apparently normal according to the Mendelian genetics from mating between heterozygous BTEB (+/-) dams and grew normal. The male and female offspring were fertile. Judging from the expression pattern of BTEB during the mouse development showing that the dramatically increased expression of BTEB was observed in Purkinye cells of the cerebellum and pyramidal cell layers of the hippocampus at P7 when synapses start to form in the brain, we investigated the memory and motor activity. Although general behavioral activities such as locomotion, rearing, and movement were not so much affected in the BTEB (-/-) mutant mice, they showed clearly reduced activity levels in rotorod and contextual fear conditioning tests, probably due to defective functions of the cerebellum, and hippocampus, respectively. On the other hand, homozygous BTEB-2 (-/-) mice were not born, while heterozygous BTEB2 (+/-) mice were born normally. Detailed analysis of embryos revealed that fertilized BTEB (-/-) oocytes developed apparently normally until E3.5 and died at E4.5. One of the causes for the early embryonic death was considered to be defective expression of FGF4 which is known to be important factor for the early embryonic development and was clarified to be a target gene of BTEB2., Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, 2001 -2002, Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
血液細胞特異的クロマチン構造調節機構の解析
五十嵐和彦
文部科学省, 基盤研究(B), 1999/04 -2001/03, Competitive research funding
NF-E2関連因子群によるクロマチン構造の制御と造血細胞分化における転写制御機構
小林 聡
文部科学省, 特定領域研究(A), 1999/04 -2000/03, Principal investigator, Competitive research funding
遺伝子改変マウスを用いたヘム生合成系異常疾患遺伝子治療の基礎的研究
林 典夫
基盤研究(B), 1998/04 -2000/03, Competitive research funding
赤血球系細胞における遺伝子情報発現の制御機構および細胞分化における役割の解明
林 典夫
基盤研究(B), 1998/04 -2000/03, Competitive research funding
新たなCNCファミリー因子Nrf3の機能解析
小林 聡
奨励研究(A), 1998/04 -2000/03, Principal investigator, Competitive research funding
NF-E2結合配列を介した転写調節機構とその血液細胞分化における役割
小林 聡
文部科学省, 特定領域研究(A), 1998/04 -1999/03, Principal investigator, Competitive research funding
白血病細胞における転写因子GATA-2の転写調節機構の解析
林 典夫
文部科学省, 特定領域研究(A), 1998/04 -1999/03, Competitive research funding
造血細胞分化におけるNF-E2関連因子群の機能
小林 聡; 五十嵐 和彦
我々が単離したNF-E2関連因子Nrf3,Bach1,Bach2は、発現様式と機能的類似性から、NF-E2と同様に造血細胞分化過程おいて重要な機能を担う転写因子であると予想される。またNF-E2結合配列はβグロビン遺伝子やIgH遺伝子などのLCR(Locus control region)中に存在していることから、NF-E2関連因子がLCRの特徴の一つであるクロマチン構造の制御をもたらしているとも考えられる。そこで本研究ではこれら因子から造血細胞分化とクロマチン構造制御機構の解明を目指し、以下の3点を明らかにした。
(1)新たなNF-E2関連因子Nrf3を単離し、分子進化上一つの共通祖先遺伝子からchromosome duplicationなどにより4つの関連因子に派生した可能性を明らかにした。
(2)Bach2の細胞内局在は、核移行と核外排出機構により拮抗的に制御され、最終的に細胞質に局在していること、そして酸化ストレスにより核に集積することを明らかにした。
(3)Bach2のBTBドメインに結合する因子MAZR(MAZ-related factor)を単離し、造血発生過程においてBach因子と協調的に構造転写因子として機能している可能性を明らかにした。, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 1999 -1999, 特定領域研究(A), 東北大学
Roles of heme in the regulation of gene expression and cell differentiation of erythroid cells
HAYASHI Norio; IGARASHI Kazuhiko; KOBAYASHI Akira
The purpose of this study is to understand the regulatory mechanisms of gene expression promoting erythroid cell differentiation. We examined the gene regulatory mechanisms of coproporphyrinogen (CPO) gene using reporter assays in cultured cells. The CPO gene is specifically active in erythroid cells but not in non-erythroid cells. We identified a novel motif CPRE, which appeared to be important for the differential expression of the gene. We also examined the function of Nrf3 and Bach1, which are members of the CNC transcription factor family. Among the members of this family, NF-E2 p45 is considered as a key transcription factor for erythroid differentiation. Molecular dissection of Nrf3 revealed a novel motif interacting with caspase 9. Biochemical analysis revealed that Bach1 associates with heme. Heme-bound Bach1 lost its DNA binding ability, suggesting that repressor activity of Bach1 is abrogated by heme. Consistently, Bach1-null mice displayed constitutive activation of heme-oxygenase 1 gene, which is a candidate target gene of Bach1. Thus, these data support the contention that Bach1 is a sensor of heme concentration and translates the heme abundance into the gene expression., Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B), 1998 -1999, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Tohoku University