E2Fファミリー転写因子による造血幹細胞の自己複製、アポトーシスの制御機構の解明

• Project/Area Number: 14033244
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: 古川 雄祐 自治医科大学, 医学部, 助教授 (00199431)
• Project Period (FY): 2002 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥4,000,000 (Direct Cost: ¥4,000,000); Fiscal Year 2003: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2002: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: E2F / 幹細胞 / アポトーシス / Apaf-1 / 白血病 / メチル化 / 自己複製 / 転写因子 / caspase

Research Abstract

造血幹細胞の自己複製およびアポトーシス回避の分子機構の解明を目的として、細胞増殖の制御に重要な転写因子であるE2Fの機能解析を中心に以下の研究を行った。
1)造血幹細胞におけるE2Fサブユニットの発現と機能
健常人骨髄より造血幹細胞を分離し、E2Fサブユニットの発現を解析した。E2Fの6つのサブユニットのうち造血幹細胞にはE2F-1、E2F-2、E2F-4、E2F-6の発現が認められ、分化に伴ってE2F-1、E2F-2、E2F-4の発現は上昇するが、E2F-6は逆に発現が低下した。特に発現量の多いE2F-1とE2F-6について強発現細胞株を樹立し、機能解析を行ったところ、(1)E2F-1は増殖と同時にアポトーシスを誘導する作用があり、造血幹細胞の過剰な増殖を抑制するように働いていること、(2)E2F-6はE2F-1によるアポトーシスをdominant-negativeに抑制していることがわかった。
2)E2F-1によるApaf-1遺伝子発現のEpigenetic Control
Apaf-1はミトコンドリア傷害によるアポトーシスに際し、caspase cascade活性化のtriggerに働く因子である。Apaf-1の発現低下は抗癌剤耐性や発癌にも関与しており、その発現機構の解明は臨床的にも重要な役割を有する。E2F-1によるアポトーシスのメカニズムを解析する過程で、E2F-1がCaspase-9を活性化すること、その際にApaf-1の発現誘導が重要な役割を果たしていることを見い出した。またApaf-1の発現は急性白血病の25-40%で欠損しており、その原因としてApaf-1 promoterの+87〜+128のCpGにメチル化が起こっていることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] Fujita, N., Furukawa, Y.et al.: "Differences in E2F subunit expression in quiescent and proliferating vascular smooth muscle cells"Am.J.Physiol.. 283. H204-H212 (2002)
• [Publications] Fujita, N., Furukawa, Y.et al.: "Hyperglycemia Enhances Proliferation of Vascular Smooth Muscle Cells..."Mol.Cell.Endocrinol.. 192. 75-84 (2002)
• [Publications] Ito, C.et al.: "Modulation of the Erythropoietin-induced Proliferative Pathway by cAMP"Am.J.Physiol.. 283. C1715-C1721 (2002)
• [Publications] Furukawa, Y.et al.: "Apaf-1 is a Mediator of E2F-1-induced Apoptosis."J.Biol.Chem.. 277. 39760-39768 (2002)
• [Publications] Nishimura, N.et al.: "Suppression of ARG kinase activity by STI571 induces cell cycle arrest through up-regulation of CDK inhibitor p18/INK4c"Oncogene. 22. 4074-4082 (2003)
• [Publications] Ishii, H.et al.: "Exogenous E2F-1 on the Expression of Common fragile site genes, FHIT and WWOX."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 316. 1088-1093 (2004)
• [Publications] Fujita, N., Furukawa, Y.et al.: "Differences in E2F Subunit Expression in Quiescent and Proliferating..."Am.J.Physiol.. 283. H204-H212 (2002)
• [Publications] Fujita, N., Furukawa, Y.et al.: "Hyperglycemia Enhances Proliferation of Vascular Smooth Muscle Cells..."Mol.Cell.Endocrinol.. 192. 75-84 (2002)
• [Publications] Furukawa, Y. et al.: "Apaf-1 is a Mediator of E2F-1-induced Apoptosis"J.Biol.Chem.. 277. 39760-39768 (2002)
• [Publications] Ito, C., et al.: "Modulation of the Erythropoietin-induced Proliferative Pathway by cAMP"Am.J.Physiol.. 283. C1715-C1721 (2002)
• [Publications] Akutsu, M., Furukawa, Y.et al.: "Schedule-dependent synergism and antagonism between methotrexate and..."Leukemia. 16. 1808-1817 (2002)
• [Publications] Inaba, N., et al.: "A Novel I-Branching b-1, 6-N-acetylglucosaminyltransferase Involved in..."Blood. 101. 2870-2876 (2003)