SASPとERストレスのネガティブフィードバックループ (Molecular Cell 2015年9月3日号掲載論文)

結論から言うと、老化細胞において、macroH2A1がSASPを動員する遺伝子であり、SASPはERストレス, ROS, ATMの活性化を介してmacroH2A1の発現を抑える(つまりネガティブフィードバックループしている)ことを示した論文。

 

本日は「MacroH2A1 and ATM Play Opposing Roles in Paracrine Senescence and the Senescence-Associated Secretory Phenotype (MacroH2A1とATMはパラクラインによる細胞老化誘導とSASPで相反する役割を果たしている)」という論文で、米国 Department of Molecular Pharmacology, Albert Einstein College of Medicine, Yeshiva University の Matthew J. Gamble のグループ(どういったラボ?→*1)による研究。(論文サイトへのlink→*2

 

 

https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S1097276515005699-fx1.jpg

この論文で明らかとなったpathwayは上図のとおりです。(論文サイトのgraphical abstより。わかりやすい。。) 

SASPが誘導されるような状況では小胞分泌を盛んにしないといけないので、もちろんERに負担がかかります。そこで誘導されるERストレスがSASPをやりすぎないように調節してるって訳ですねぇ。上手くできとる...!

 

興味を持たれた方はabstractもどうぞ。

Oncogene-induced senescence (OIS) is a tumor-suppressive mechanism typified by stable proliferative arrest, a persistent DNA damage response, and the senescence-associated secretory phenotype (SASP), which helps to maintain the senescent state and triggers bystander senescence in a paracrine fashion. Here, we demonstrate that the tumor suppressive histone variant macroH2A1 is a critical component of the positive feedback loop that maintains SASP gene expression and triggers the induction of paracrine senescence. MacroH2A1 undergoes dramatic genome-wide relocalization during OIS, including its removal from SASP gene chromatin. The removal of macroH2A1 from SASP genes results from a negative feedback loop activated by SASP-mediated endoplasmic reticulum (ER) stress. ER stress leads to increased reactive oxygen species and persistent DNA damage response including activation of ATM, which mediates removal macroH2A1 from SASP genes. Together, our findings indicate that macroH2A1 is a critical control point for the regulation of SASP gene expression during senescence.

(私訳と勝手な注釈) 

Oncogene-induced senescence(OIS)は、増殖停止、持続的な DNA 損傷反応、およびパラクリンによって老化の維持に寄与する senescence-associated secretory phenotype(SASP)に代表される腫瘍抑制機構である。ここでは、腫瘍抑制性ヒストン変異体であるmacroH2A1が、SASP遺伝子発現を維持し、パラクラインによる老化を誘発する正のフィードバックループの重要な構成要素であることを示している。OISの間に、マクロH2A1はSASP遺伝子のクロマチンから除去される等の劇的なゲノム全体の再局在化を受ける。SASP遺伝子からのマクロH2A1の除去は、SASPによって誘導された小胞体(ER)ストレスに起因する負のフィードバックループの結果である。小胞体ストレスは、活性酸素種の増加とATMの活性化を含む持続的なDNA損傷応答をもたらし、これがSASP遺伝子からのmacroH2A1の除去を媒介している。以上のことから、macroH2A1は、SASP遺伝子の発現制御に重要な制御点であることが明らかになった。

*1:このグループは細胞老化やガンとクロマチンの構造や機能の関連を研究しているラボのようです。Gamble先生っていう名前がまた良いですね。-- Histone variant macroH2A; Cancer; Cellular senescence; Chromatin structure and function; Transcription; Splicing; Senescence-associated secretory phenotype; Endoplasmic reticulum stress responses; Poly(ADP-ribose) polymerase--https://www.einstein.yu.edu/faculty/11838/matthew-gamble/ より

*2:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1097276515005699?via%3Dihub#!