負の増殖シグナルの異常と細胞増殖制御の破綻

• Project/Area Number: 12215154
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 澁谷 浩司 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (30261324)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 漆山 誠一 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (30334428) ; 白壁 恭子 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (00345315) ; 加藤 順也 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (00273839) ; 松尾 律子 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (00126260)
• Project Period (FY): 2000 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥115,400,000 (Direct Cost: ¥115,400,000); Fiscal Year 2004: ¥28,200,000 (Direct Cost: ¥28,200,000); Fiscal Year 2003: ¥28,200,000 (Direct Cost: ¥28,200,000); Fiscal Year 2002: ¥15,000,000 (Direct Cost: ¥15,000,000); Fiscal Year 2001: ¥26,000,000 (Direct Cost: ¥26,000,000); Fiscal Year 2000: ¥18,000,000 (Direct Cost: ¥18,000,000)
• Keywords: TGF-βシグナル / MAFbx / Atrogin1 / E3リガーゼ / MFB-1 / DAF7シグナル / DAF2 / DAF-c / F-boxタンパク / Wntシグナル / NLK / TAK1 / STAT3 / 中胚葉誘導 / Wnt / β-catenin / アフリカツメガエル / 神経形成 / Otx-2 / sox11 / Chordin / TGF-β / BRAM / BIP / 線虫 / BRA-1, 2 / daf / Jab1 / p27 / Smad4 / オーガナイザー形成 / Xtwn / signalosome / CDKインヒビター

Research Abstract

本研究ではがん発生過程に関わるTGF-βおよびWntシグナル分子の制御機能を解明するため、TGF-βおよびWntシグナルに関与する分子に相互作用する分子を単離し、研究を進めた。MAFbx/Atrogin1は筋萎縮に関与するユビキチンE3リガーゼである。我々はMAFbx/Atrogin1とTGF-βシグナルの関係を明らかにするため、その線虫相同遺伝子MFB-1を用いて遺伝学的機能解析を行った。MFB-1の生体内における機能を解析するため線虫mfb-1変異株を分離した。この変異体は単独では顕著な異常を示さなかったが、DAF-7経路においてシグナルを制御する遺伝子の変異体と二重変異にした際に、それらの変異体が単独で示す恒常的dauer形成(Daf-c)を顕著に増強させる表現型を示した。これに対して、dauer形成を制御するもう一つの経路として知られるDAF-2/インシュリン受容体様シグナル伝達経路におけるDAF-2変異体との二重変異では、そのDaf-c表現型に変化は見られなかった。逆にDAF-7経路のDaf-c変異体内でmfb-1遺伝子を過剰発現させた場合には、表現型を部分的に抑制できることも確認できた。また、DAF-7経路の変異体との二重変異で見られたDaf-cの増強は二重変異株へのmfb-1 cDNAの導入により、完全にレスキューされた。さらに、MFB-1におけるF-boxドメインを欠失させたmfb-1 cDNAについてレスキュー能を調べたところ、このcDNAはDAF-7経路の変異体との二重変異で見られるDaf-cの増強をレスキューできなかった。これはMFB-1のF-boxドメインが、機能上必須であることを示唆している。F-boxドメインはF-boxタンパク質がSCF複合体を形成する上で重要な領域と考えられており、MFB-1もユビキチンリガーゼとして機能していると考えられる。これらの結果からMFB-1は、遺伝学的にDAF-7経路のシグナルを正に制御し、線虫のdauer形成を抑制していることが明らかとなった。

Research Products

• [Journal Article] Role of the TAK1-NLK-STAT3 pathway in TGF-β-mediated mesoderm induction. (2004)
  • Author(s): Ohkawara et al.
  • Journal Title: Genes & Development 18 Pages: 381-386
• [Journal Article] MFB-1, an F-box-type ubiquitin ligase, regulates TGF-β signaling. (2004)
  • Author(s): Aoyama et al.
  • Journal Title: Genes to Cells 9 Pages: 1093-1101
• [Journal Article] Manipulation of alternative splicing by a newly developed inhibitor of Clks. (2004)
  • Author(s): Muraki et al.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 279 Pages: 24246-24254
• [Publications] Ohkawara et al.: "Role of the TAK1-NLK-STAT3 pathway in TGF-β-mediated mesoderm induction."Genes & Development. 18(in press). (2004)
• [Publications] Ishitani et al.: "The TAK1l-NLK Mitogen-Activated Protein Kinase Cascade Functions in the Wnt-5a/Ca2+ Pathway To Antagonize Wnt/β-Catenin Signaling."Mol.Cell.Biol.. 23. 131-139 (2003)
• [Publications] Suzawa et al.: "Cytokines suppress adipogenesis and PPAR-γ function through the TAK1/TAB1/NIK cascade."Nature Cell Biol.. 5. 224-230 (2003)
• [Publications] Oishi et al.: "The receptor tyrosine kinase Ror2 is involved in non-canonical Wnt5 a/JNK signaling pathway."Genes to Cells. 8. 645-654 (2003)
• [Publications] Yamada et al.: "Negative regulation of Wnt signalling by HMG2L1, a novel NLK-binding protein."Genes to Cells. 8. 677-684 (2003)
• [Publications] Ishitani et al.: "Role of the TAB2-related protein TAB3 in IL-1 and TNF signaling."EMBO J.. 22. 6277-6288 (2003)
• [Publications] Hyodo-Miura, J., Urushiyama, S., Nagai, S., Nishita, M.et al.: "Involvement of NLK and Sox11 in neural induction in Xenopus development"Genes Cells. 7. 487-496 (2002)
• [Publications] Komatsu, Y., Shibuya, H., Takeda, N.et al.: "Targeted disruption of the Tab1 gene causes embryonic lethality and defects in cardiovascular and lung morphogenesis"Mech. Dev.. 119. 239-249 (2002)
• [Publications] Ishitani, T., Kishida, S., Hyodo-Miura, J.et al.: "The TAK1-NLK Mitogen-Activated Protein Kinase Cascade Functions in the Wnt-5a/Ca2+ Pathway To Antagonize Wnt/β-Catenin Signaling"Mol Cell Biol.. 23. 131-139 (2003)
• [Publications] Suzawa, M., Takada, I., Yanagisawa, J.et al.: "Cytokines suppress adipogenesis and PPAR-γ function through the TAK1/TAB1/NIK cascade"Nat. Cell Biol.. (in press). (2003)
• [Publications] Masuda, Y. et al.: "Dixin, a novel protein that binds Dlx5 and regulates its transcriptional function"J.Biol.Chem.. 276. 5331-5338 (2001)
• [Publications] Ohnishi, J. et al.: "Cloning and characterization of a rat ortholog of MMP-23 (Matrix metalloproteinase-23), a unique type of membrane-anchored matrix metalloproteinase and conditioned switching of its expression during the ovarian follicular development"Mol.Endocrinol.. 15. 747-764 (2001)
• [Publications] Morita, K. et al.: "A DAF-1-binding protein BRA-1 is a negative regulator of DAF-7 TGF-β signaling"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 98. 6284-6588 (2001)
• [Publications] Sugawara, K. et al.: "BIP, a BRAM-interacting protein involved in TGF-β signaling, regulates body length in C. elegans"Genes Cells. 6. 599-606 (2001)
• [Publications] Tomoda, K. et al.: "The cytoplasmic shuttling and subsequent degradation of p27Kip1 mediated by Jab1/CSN5 and the COP9 signalosome complex"J.Biol.Chem.. 277. 2302-2310 (2002)
• [Publications] Hyodo-Miura, J. et al.: "Involvement of NLK and Sox11 in neural induction in Xenopus development"Genes Cells. (In press). (2002)
• [Publications] Nishita,M. et al.: "Smad8B, a Smad8 splice variant lacking the SSXS site that inhibits Smad8-mediated signaling."Nature. 403. 781-785 (2000)
• [Publications] Takatsu,Y. et al.: "TAK1 participates in c-Jun N-terminal kinase signaling during Drosophila development."Mol.Cell.Bid.. 20. 3015-3026 (2000)
• [Publications] Takaesu,G. et al.: "TAB2, a novel adaptor protein, mediates activation of TAK1 MAPKKK by linking TAK1 to TRAF6 in the IL-1 signal trunsduction pathway."Mol.Cell. 5. 649-658 (2000)
• [Publications] Kimura,N. et al.: "BMP2-induced apoptosis is mediated by activation of TAK1-p38 kinase pathway that is negatively regulated by Smad6."J.Biol.Chem.. 275. 17647-17652 (2000)
• [Publications] Tago,K. et al.: "Inihibition of Wntsignaling by ICAT, a novel β-catenin-interacting protein."Genes Dev.. 14. 1741-1749 (2000)
• [Publications] Hanafusa,H. et al.: "The TGF-β family member derriere is involved in regulation of the establishment of left-right asymmetry."EMBO Rep.. 1. 32-39 (2000)