受容体から核内の転写因子CREBに至るcAMPシグナルトランスダクションの研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05780528
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 萩原 正敏 名古屋大学, 医学部, 講師 (10208423)
• Keywords: cAMP / Aキナーゼ / CREB

Research Abstract

「cAMPシグナルはどのようにして核内へ伝えられるのか?」
cAMPによる転写制御はcAMP上昇→Aキナーゼ活性化→CREBのSer133リン酸化による転写活性化という道筋を辿ることが判明した。ただし、この細胞内情報伝達のシナリオには、大きな疑問が残っている。 すなわち、cAMPは細胞膜上のアデニレートシクラーゼによって合成され、cAMPシグナルは細胞膜から核内までの空間的乖離を越えて伝達される必要があるが、その経路はどうなっているのであろうか。理論的には、3つのモデルが考えられる。すなわち、(I)cAMPが拡散し核内でAキナーゼを活性化する;(II)細胞質内で活性化されたAキナーゼが核内へ移行する;(III)細胞質内でリン酸化されたCREBが核内へ移行する。CREB抗体を使って免疫染色やウエスタンブロットを行った結果、CREBは、cAMP濃度と無関係に核内に局在することが判明し、モデル(III)は否定された。cAMPのような低分子物質は核膜孔を自由に通過できるのでモデル(I)は論理的には不可能ではない。またAキナーゼには概知の核移行シグナル(NLS)は認められず、モデル(II)は成立しないかと思われた。結局、UCSDのTsien博士らとの共同研究により、Aキナーゼの活性化(すなわちcAMPの調節サブユニットへの結合)が細胞質内で起こり、乖離した触媒サブユニットだけが、核内へ移行して行くことが判明した。このAキナーゼの核内移行の時間軸は、CREBのSer133のリン酸化の時間軸とピタリと符号しており、モデル(II)を強く指示する結果となった。

Research Products

• [Publications] Chrivia,J.: "Phosphorylated CREB binds specifically to the nuclear protein CBP." Nature. 365. 855-859 (1993)
• [Publications] Shimohama,S.: "Assessment of protein kinase C isozymes by two-site enzyme immunoassay in human brains and changes in Alzheimer's disease." Neurology. 43. 1407-1413 (1993)
• [Publications] Hagiwara,M.: "Stimulus-transcripution coupling through the cAMP responsive factor CREB is rate-limited by the nuclear entry of PK-A." Molecular and Cellular Biology. 13. 4852-4859 (1993)
• [Publications] Kawamoto,F.: "the roles of Ca2+/calmodulin-and cGMP-dependent pathways in gametogenesis of a rodent malaria parasite,Plasmodium berghei." European Journal of Cell Biology. 60. 101-107 (1993)
• [Publications] Hagiwara,M.: "cAMP and the CREB transcription factor." Progresss In Endocrinology. (in press).
• [Publications] Matsushima,H.: "Alteration of human platelet protein kinase C with normal aging." Mechanism of Aging and Development. (in press).