がん細胞死におけるオートファジー/リソソームプロテアーゼの役割

• Project/Area Number: 14028037
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 内山 安男 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (10049091)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 亀高 諭 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (10303950) ; 大沢 良之 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (30273642) ; 和栗 聡 大阪大学, 医学系研究科, 助教授 (30244908) ; 柴田 昌宏 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (10343253)
• Project Period (FY): 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥6,400,000 (Direct Cost: ¥6,400,000); Fiscal Year 2002: ¥6,400,000 (Direct Cost: ¥6,400,000)
• Keywords: カテプシンD / オートファジー性細胞死 / リソソーム / ノックアウトマウス / 低酸素-虚血 / 海馬 / CA1錐体細胞 / カスパーゼ

Research Abstract

近年、カスパーゼ非依存性の細胞死の経路の存在が指摘され、中でも、オートファジー/リソソームカテプシン群の役割が注目されている。私達は、この点に注目して、細胞死の分子機構をラット褐色細胞腫由来のPC12細胞を用いて検討してきた結果、血清除去に基づくPC12細胞の細胞死には、カスパーゼ依存性の経路と独立して、オートファジーと、その下流でリソソームカテプシンBとD(CBとCD)で制御される細胞死の経路が存在することを示した。本研究では、CDを欠損するマウスの脳や網膜を解析した所、ミクログリアに誘導されるiNOSを介してNOによって神経細胞が死に至ることが分かった。また、CD-/-、CB-/-マウスおよびそれらの同腹の野生型マウスに低酸素-虚血負荷をかけたところ、野生型では、海馬CA1錐体細胞にオートファジーが誘導され、CDが死に行く細胞に強陽性になるが、CD欠損マウスのCA1錐体細胞は虚血/低酸素負荷に耐性になることが分かった。40分間の低酸素負荷により海馬CA1錐体細胞の死が抑制されるマウスの率は、野生型で33%であったが、CD欠損マウスでは80%であった。CB欠損マウスも同様に検討した結果、野生型よりも強く細胞死が誘発される傾向が見られたが、これと有意差はなかった。これらの結果は、私達の仮説を支持するもので、細胞死の分子機構として、オートファジーとその下流にCDが働く細胞死の経路が存在することを示唆している。

Research Products

• [Publications] Kametaka S, Shibata M, Moroe K, Kanamori S, Ohsawa Y, Waguri S, Sims PJ, Emoto K, Umeda M, Uchiyama Y.: "Identification of phospholipid scramblase 1 as a novel interacting molecule with β-secretase (β-site amyloid precursor protein (APP) processing enzyme (BACE))"J Biol Chem. (in press).
• [Publications] Koike, M., Shibata, M., Ohsawa, Y., Nakanishi, H., Koga, T., Kametaka, S., Waguri, S., Momoi, T., Kominami, E., Peters, C., Figura, K.von, Saftig, S., Uchiyama, Y.: "Involvement of two different cell death pathways in retinal atrophy of cathepsin D-deficient mice"Mol. Cell. Neurosci.. (in press).
• [Publications] Shibata, M., Koike, M., Waguri, S., Zhang, G., Koga, T., Uchiyama, Y.: "Cathepsin D is specifically inhibited by deoxyribonucleic acids"FEBS Letters. 157. 281-284 (2002)
• [Publications] Waguri, S., Dewitte, F., Borgne, R., Rouille, Y., Uchiyama, Y., Dubremetz, J.F,.Hoflack, B.: "Visualization of TGN to endosomes trafficking through fluorescently labeled MPR and AP-1 in living cells"Mol. Biol. Cell. 14. 142-155 (2003)
• [Publications] Suzuki, H., Yanaka, A., Shibahara, T., Matsui, H., Nakahara, A., Tanaka, N., Muto, H., Momoi, T., Y.Uchiyama: "Ammonia-induced apoptosis is accelerated at higher pH in gastric surface mucous cells"Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 283. G986-G995 (2002)
• [Publications] Kawane, K., Fukuyama, H., Yoshida, H., Nagase H., Ohsawa, Y., Uchiyama, Y., Nagaya, S.: "Impaired thymic development in mouse embryos deficient in apoptotic DNA degradation"Nature Immunology. 4. 138-144 (2003)