2019年 研究総括

On 2019/12/31 火曜日, in hypoxia reseacrh, by bodyhacker

恒例ですので今年も「ハイポキシア生物学の2019年を振り返って」を書こうと思ったのですがネタ切れなので自分の研究室の2019年の総括もいれて水増しします。

でも短いです。すみません。

今年の成果を報告する必要がありまとめてみたら論文は英文/邦文、原著/総説/雑文/書籍を合わせて16報出せました、と思っていたら一つアクセプトされたんので17報でした。

預かっていた院生二人の論文もpublishされてこれで期限内に学位を取得して卒業()できる見込みとなりました。

二人とも本文のfigure 8, supplemental dataは9まである結構大きな論文ですから恥ずかしくない博士号になると思います。

ぼくらは教員は二人しかいないのでこれで十分だと自分では思っていますが他の人がどう思うかはわかりません。


2019年の総括

pubmedで”HIF[TIAB] and 2019[DP]” (2019 12/31)と検索窓に入力すると1804報の論文があると返ってきます。

”HIF[TIAB] and 2018[DP]”では1717篇で,”HIF[TIAB] and 2017[DP]”1773報でした。

“hypoxia[TIAB] and 2018[DP]” では6924報だったのが”hypoxia[TIAB] and 2019[DP] “(2019 12/31)では7147報です。

 

HIF/低酸素の研究にとって今年はよい年だったのだと思います。 Semenza氏、Ratcliffe氏、Kaelin氏がノーベル生理学・医学賞を受賞しました。 1990年代からこの分子の研究をしてきた者からみるとこの3人でよかったのかという気もしますが3人ならこの面子だろうなとは思いました。 2人なら誰と誰、1人だとすると誰といろんな事を考えました。

ノーベル賞に増してぼくにとってよかったことは、受賞決定に先駆けてSemenza氏が来日した折りに職場でセミナーをしてもらいその後日本から彼のlabに参加していた日本人研究者の何人かと同窓会を開くことができたことです。

今までこの面子で集まった事はなかったのですごくよかったです。

癌学会での講演と関西医科大学での講演のダブルヘッダーで疲れるかもと思いましたがこんな機会は今後無いのだからと話すと本人も観念して枚方にやってきてくれました。

皆さん聞いたらびっくりするような小額な講演料しか出せませんでした。

 

これで終わるのも味気ないのでepisode hehind a reportを一つ。

多血症」という病態があります。

いろんな原因で多血症になるのですが家族性赤血球増多症(familial erythrocytosis)という分類があってこれまでに4つの型が報告されています。つまり遺伝子の異常で発症する多血症です。

 川端先生(ぼくの医学部時代の同級生です)の総説を読んでいただくと懇切丁寧に解説されています。

4つのうちの3型はHIFの経路の異常で説明されます。

VHL, PHD2, EPAS1の異常なのですがこのうちVHLの異常はぼくらが2002年に報告しました。

論文は、Disruption of oxygen homeostasis underlies congenital Chuvash polycythemia Nature Geneticsに掲載されました。

Prchal氏というSemenza氏の古くからの共同研究者らが追究してた家系から同定された遺伝子変異が原因で発症するというコンセンサスが得られています。

先に紹介した川端くんの総説から引用します

ロシアのボルガ川流域のトルコ系民族が住むChuvash地域に多くみられる.VHL遺伝子の変異が原因である.変異VHL蛋白はE3ユビキチンリガーゼやHIF-1 と結合できないため,HIFαの分 解 が 抑 制 さ れ て,HIFの 標 的 遺 伝 子 で あ るEPO,グルコース輸送体,トランスフェリン,トランスフェリン受容体1(transferrin receptor 1:TfR1),VEGF などの発現が増加している14).Hb値は 20 g/dlを超え,血圧が低めで,心筋梗塞や血栓症,脊髄の血管腫の頻度が高い15).1型とは異なり,血清EPO濃度は増加している.

解説しますがHIF-1aと結合できないという記述は正確さに欠けます。

ぼくは当然的にこんな病気は知りませんでした。

positinal cloningが行われてVHLのmutationが原因として同定(VHL-Arg200Trp)されました。

この変異が確実にHIFのシステムの活性化につながりEPOの発現亢進につながるのかが論文として報告するために必要でSemenza研との共同研究となりぼくが実験を担当しました。

この論文のHIFに関する実験はぼくが担当しました。この論文figureは5つでそのうちの3っつはぼくの実験結果だったのです。(Figure3のaのWesternはぼくの実験結果ではありませんけど)

Chuvash Polythythemia常染色体劣性遺伝でVHL-Arg200TrpはVLH-wildと比較して何らかの機能が失われているとの仮定の下に検討を進めることにしました。

そしてこれは簡単に結論がでると直感しました。

VHL-Arg200Trpはelongin B/Cとの結合が阻害されてその結果HIF-1が活性化されるのだという筋読みです。

しかし実験をするとこの仮説が誤りだということが一週間もしないうちにすぐに解りました。結合に差がみられないのです。-これは論文には図としては提示されていません- 次にVHLとHIF-1aとの結合実験を試みました。しかしここでも「差」がみられないという結果で困り果てました。

第16回 がんとハイポキシア研究会 ノーベル賞 001

それならと思いユビキチン化をin vitroの実験系で検討してみました。ここでも差が無く万策尽きたのですがここで一計を案じました。つまり十分に長い反応時間をとらずに比較的に短い時間を試すことで差が検出できるかどうかを検討したのです。 これが大当たりで突破口が開かれました。 この変異体は野生型に比較してHIF-aとの結合能とそれに続発するユビキチン化能が低下しているのですがこの差は酸素分圧が比較的に高い条件化で顕在化するのであって例えば1%O2というような条件下では差が失われてしまうが故に(+/-)を検出するような雑()な条件では差()が検出しにくかったのです。

この論文査読コメントは単純で統計法をちゃんと記載してねだけでした。 追加実験無しでアクセプトされました。ぼくは3rd authorでしたがGreggは不満で Prchal氏に掛け合ってくれましたがぼくは全然なんとも思っていません。どう考えてもVHL-Arg200Trpを見つけた人が偉くてぼくはもっとも標準的な実験を行っただけでしたから。

因みにこの研究はGreggのNobel賞講演でも紹介されていました。

スクリーンショット 2019 12 30 22 06 56

その後PHD2,EPAS1の遺伝子異常が報告されて役者が揃いました。このpathwayの全てに変異が見つかるという奇跡的な展開です。

HIFというのはもともとEPOの発現誘導を説明する細胞内因子として単離されたのですがその後EPOの発現は直接的にはHIF-2がになっているいることが示されてでもerythrocytosisの遺伝子異常はHIF-1の文脈でその機序がまず明らかになるなどの面白い運命をたどりました。

このprojectはNature Geneticsに出たので特に誰も文句はなかったのですがぼくにはどうしても理解できないというか引っかかる事がありました。

VHLの200番目のアミノ残基はC端に近く当時の皆の理解ではelongin B/Cと相互作用をするドメイン(α domain)に含まれると思っていたし最初の作業仮説もそれに沿っていた訳です。しかし結果としてはHIF-1aとVHLの相互作用に影響があるという事になったのでここに不燃焼感が残ったのです。

しかしこの疑問はこの論文によって一応解決しました。

Structure of an HIF-1alpha -pVHL complex: hydroxyproline recognition in signaling.

 

これをみるとVHLのC端はβ domainを構成するような立体構造をとっているというのです。

第16回 がんとハイポキシア研究会 001

 

坂道グループの一つに「最前列へ」という曲があります。

以前書いたことがありました。


一番好きだとみんなに言っていた小説のタイトルを思い出せない

一番好きだとみんなに言っていた小説のタイトルを思い出せないという曲があります。

坂道グループの一つのの上村ひなの(キャッチフレーズは「いつでもどこでも変化球、ひなのなの」因みに15歳)さんがうたいます。

まず聞いてみてください。

歌詞はここから。

じっくり聴くとなかなか身につまされる曲ですね。

 

研究が好きだけど時間がないとか言われてもぼくは困ります。

だぶんそんなに好きじゃなかったのだろうとしか思いません。

だったら本当に好きなことしたらどうなかと思うだけです。


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