血管内皮細胞の増殖特性:Cキナーゼによる2相性増殖制御

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05670039
• Research Institution: University of Tokyo
• Principal Investigator: 多久和 典子 東京大学, 医学部(医), 助手 (70150290)
• Keywords: 血管内皮 / Cキナーゼ / 増殖制御 / サイクリン依存性キナーゼ

Research Abstract

ヒト臍帯静脈内皮細胞培養系について血管内皮細胞の増殖特性を検討した結果、従来汎用されて来た種々の株化樹立細胞とは異なる増殖特性を有し、Cキナーゼ(PKC)活性化により2相性の増殖制御を受けることが明らかとなった。すなわち、この内皮細胞は成長因子による刺激後12ないし15時間のG1期の後、DNA合成(S期)を開始するが、成長因子作用初期(G1早期)にPKC賦活剤であるホルボールエステルや合成1,2-ジアシルグリセロールを共存させると、DNA合成の開始時期は変らずに最大値が2〜3倍に増大する。これに対し、G1後期にPKC賦活剤を添加すると、DNA合成は逆にほぼ完全に抑制される。PKC賦活剤の作用は、PKCをダウンレギュレートしたPKC欠損内皮細胞てはいずれも著しく減弱することから、これらの作用は両方向ともPKC活性化を介していると考えられる。さらに、このようなPKCによる2相性増殖制御の分子機構を検討した結果、以下の知見が明らかとなった。(1)細胞周期進行をつかさどるサイクリン依存性蛋白キナーゼであるcdc2、cdk2キナーゼの活性は、G1早期におけるPKC活性化により約2倍に増大し、逆にG1後期におけるPKC活性化により完全に抑制された。(2)cdc2、cdk2の基質蛋白である癌抑制遺伝子産物RB蛋白のリン酸化も、G1早期/G1後期PKC活性化により増殖/完全抑制の2相性の反応を示した。(3)さらに、G1/S期移行において重要な役割を果たすことが示されている転写因子E2F1、B-mybのmRNA発現もPKCにより正負両方向性の制御を受けることが明らかとなった。これらの所見は、PKCがcdc2、cdk2サイクリン依存性キナーゼの活性化機構を正・負両方向に制御し、RB蛋白リン酸化状態の変化をとおして、S期に発現する遺伝子群をtransにコントロールする転写因子の活性を制御し、S期移行を促進あるいは停止することを意味する。この結果は、PKCによる増殖制御の分子機構を世界にさきがけて明らかにし得たものである。

Research Products

• [Publications] N.Takuwa,W.Zhou,and Y.Takuwa.: "Calcium,Calmodulin,and cell cycle progression." Cellular Signalling. (in press). (1995)
• [Publications] J.Abe,W,Zhou,N.Takuwa,J.Taguchi,K.Kurokawa,M.Kumada,and Y.Takuwa: "A fumagillin derivative angiogenesis inhibitor,AGM-1470,inhibits activation of cyclin-dependent kinases and phosphorylation of retinoblastoma gene product but not protein tyrosyl phosphorylation of protooncogene expression in vascular endotherial cells." Cancer Res.54. 3407-3412 (1994)
• [Publications] W.Zhou,N.Takuwa,M.Kumada,and Y.Takuwa: "E2F1,B-myb and selective members of cyclin/cdk subunits are targets for protein kinase C-mediated bimodal growth regulation in vascular endothelial cells." Biochem.Biophys.Res.Commun.199. 191-198 (1994)
• [Publications] J.Abe,W.Zhou,J.Taguchi,N.Takuwa,K.Miki,H.Okazaki,K.Kurokawa,M.Kumada,and Y.Takuwa: "Suppression of neointimal smooth muscle cell accumulation in vivo by antisense cdc2 and cdk2 oligonucleotioles in rat carotid artery." Biochem.Biophys.Res.Commun.198. 16-24 (1994)
• [Publications] W.Zhou,N.Takuwa,M.Kumada,and Y.Takuwa: "Protein kinase C-mediated bidirectional regulation of DNA synthesis,RB protein phosphorylation,and cyclin-dependent kinase in human vascular endothelial cells." J.Biol.Chem.268. 23041-23048 (1993)
• [Publications] N.Takuwa,W.Zhou,M.Kumada,and Y.Takuwa: "Ca^<2+>-dependent stimulation of retinoblastoma gene product phosphorylation and p34^<cdc2>kinase activation inserum stimulated human fibroblasts." J.Biol.Chem.268. 138-145 (1993)