形態形成におけるアクチビンおよび骨形成因子レセプターの役割

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07262225
• Research Institution: Japanese Foundation For Cancer Research
• Principal Investigator: 宮園 浩平 財団法人癌研究曾, 癌研究所・生化学部, 部長 (90209908)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 光保 財団法人癌研究曾, 癌研究所・生化学部, 研究員 (20194855) ; 一條 秀憲 財団法人癌研究曾, 癌研究所・生化学部, 研究員 (00242206) ; 川畑 正博 財団法人癌研究曾, 癌研究所・生化学部, 研究員 (60224838)
• Keywords: TGF-β / レセプター / アクチビン / 骨形成因子 / BMP / cDNAクローニング / 形態形成 / セリン-スレオニンキナーゼ

Research Abstract

TGF-βスーパーファミリーの因子であるアクチビン、BMPは二種類のセリン-スレオニンキナーゼ型レセプター(I型とII型)によってシグナルを伝達する。本研究ではTGF-βスーパーファミリーの形態形成における役割をレセプターのレベルで明らかにするために研究を行なった。
1.アクチビン、BMPのレセプターの組織での発現
我々がクローニングしたアクチビン、BMPのI型レセプターのさまざまな組織での発現を調べた。成人ヒトではBMPR-IAは骨格筋や心筋をはじめさまざまな組織に広く見られるのに対しBMPR-IBは脳にのみ発現が見られた。胎生マウスでは肝臓を除くほとんどすべての臓器に発現が見られたが、BMPR-IBの発現パターンはBMPR-IAより限局して見られた。ラットの大腿骨を実験的に骨折させると、BMPレセプターの発現が骨折の修復に伴う骨形成のさいに誘導され、骨形成に重要な役割を果たしていることを示唆する所見を得た。
2.新しいセリン-スレオニンキナーゼ型レセプターのリガンドの同定と、新しいBMP様因子GDF-5のレセプターの研究
リガンドが同定されていなっかたセリン-スレオニンキナーゼ型レセプター(U2)がBMPのII型レセプター(BMPR-II)であることを明らかにした。またOP-1(BMP-7)はBMPR-IIだけでなくアクチビンのII型レセプターに結合し、アクチビン様の作用を持つことを示した。
GDF-5は新しいタイプのBMPで、本研究によりBMPR-IBとBMPR-IIに結合することが確認された。BMPR-IAに対する結合は顕著ではなかった。BMPR-IBの発現はBMPR-IAに比べて限局していることからGDF-5と他のBMPの因子のin vivoでの作用にも相違があることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Yamashita,H.: "Osteogenic protein-1 binds to activin type II receptors and induces certain activin-like effects" Journal of Cell Biology. 130. 217-226 (1995)
• [Publications] Rosenzweig,B.L.: "Cloning and characterization of a human type II receptor for bone morphogenetic proteins" Proceedings of the National Academy of Sciences of USA. 92. 7632-7636 (1995)
• [Publications] Verschueren,K.: "Expression of type I and type IB receptors for activin in midgestation mouse embryos" Mechanisms of Development. 52. 109-123 (1995)
• [Publications] Dewulf,N.: "Distinct spatial and temporal expression patterns of two type I receptors for bone morphogenetic proteins during mouse embrygenesis" Endocrinology. 136. 2652-2663 (1995)
• [Publications] Ishidou,Y.: "Enhanced expression of type I receptors for bone morphogenetic proteins during bone formation" Journal of Bone and Mineral Research. 10. 1651-1659 (1995)
• [Publications] Kawabata,M.: "Interaction of the transforming growth factor-β type I receptor with farnesyl-protein transferase-alfa" Journal of Biological Chemistry. 270. 29628-29631 (1995)
• [Publications] Saitoh,M.: "Identification of important regions in the cytoplasmic juxtamembrane domain of type I receptor that separate signaling pathways of transforming growth factor-β" Journal of Biological Chemistry. 271. 2769-2775 (1996)
• [Publications] Iseki,S.: "Localization of transforming growth factor-β type I and type II receptors in mouse development" Experimental Cell Research. 219. 339-347 (1995)
• [Publications] Miyazono,K.: "TGF-β receptors and signal transduction" Proceedings of International Symposium on Bone Marrow Transplantation22GD09:(in press). (1996)
• [Publications] ten Dijke,P.: "Signaling via hetero-oligomeric complexes of type I and type II serine/threonine kinase receptors" Current Opinion in Cell Biology22GD10:(in press). (1996)
• [Publications] de Vries,C.J.M.: "Active complex formation of type I and type II activin and TGFβ receptors in vivo as studied by overexpression in zebrafish embryos" Mechanisms of Development. 54. 225-236 (1996)