高次生体システムの機能制御の研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07CE2005
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 中西 重忠 京都大学, 医学研究科, 教授 (20089105)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西川 伸一 京都大学, 理学研究科, 教授 (60127115) ; 本庶 佑 京都大学, 医学研究科, 教授 (80090504)
• Keywords: 高次脳機能 / グルタミン酸受容体 / 幹細胞の分化 / 自己免疫病 / 初期発生 / 試験管内発生・分化制御 / MAPキナーゼファミリー / キナーゼカスケード

Research Abstract

中西のグループは、生体工学的手法(ノックアウト、トランスジェニック)を駆使し、以下の成果を挙げた。1)小脳神経回路の中で抑制系のゴルジ細胞を選択的に除去する方法を開発し、小脳の協調運動のメカニズムと脳機能障害の回復のメカニズムを明らかにした。2)視覚情報における明るさと暗さの識別が異なった2種類のグルタミン酸受容体によって決定されていること、3)mGluRサブタイプが海馬の神経可塑性と扁桃体を介した情動の発現に必須の役割を果たしていること、4)PK0による燐酸化がmGluRのCa^<2+>oscillationを決定していること、5)ヒト傍腫瘍小脳失調症がmGluR1の自己抗体の産生によって発症するものであることを明らかにした。
本庶のグループは、免疫系のシステム統御と幹細胞の自己増殖と分化の分子機構に関して以下の研究成果を挙げた。1)抗マウス赤血球抗体を発現するトランスジェニックマウスにおいて発症する自己免疫病(赤血球の溶血)の分子機構、2)抗体のクラススイッチ組み換えが起こる培養細胞系を開発しクラススイッチ組み換えには遺伝子の高次構造の認識が重要であること、3)リンパ球の細胞死に関わるPD-1遺伝子の破壊マウスの作製により、PD-1遺伝子が免疫制御全般にわたり重要であること、4)筋細胞分化抑制のNotchシグナルの転写調節機構と、リガンド依存性にNotch分子が蛋白分解を受けることを明らかにした。又5)リンパ節形成不全マウスの原因遺伝子とクラススイッチにより誘導される遺伝子及び神経細胞増殖制御の新しい遺伝子の分離にも成功した。
西川のグループは、1)全能性胎児上皮から血管血液までの分化の際経過する中間段階を全て明らかにした。2)ES細胞の分化培養を無血清化するのに成功し、側板中胚葉から、血管内皮、血液とともに、血管平滑筋が分化することを証明し、血管形成に必要なほぼ全ての細胞を試験管内で調整する条件を設定した。3)末梢リンパ組織形成を誘導する細胞を同定し、組織形成の分子細胞生物学的シナリオを明らかにした。4)側板中胚葉より血管を試験管内で形成させる実験系を開発し、この過程における血管増殖因子、Flk1,Flt1,Flt4の役割を明らかにした。5)パイエル板組織のインデューサーを増殖させる条件を決定し、この細胞がIL-7依存的にリンフォトキシンを発現すること、また転写囚子Id2分子がこの細胞の分化に必須であることを明らかにした。
西田のグループは、1)古典的MAPキナーゼカスケードが、Xenopus初期胚発生の中胚葉誘導および卵成熟過程において必須の役割を担っていること、2)p38の活性因子としてMKK6を、またSAPK/JNKの活性化因子として新たにMKK7を同定、クローン化し、さらにTAK1-MKK3/MKK6-p38という新しいキナーゼカスケードの存在を示した。3)種々のMAPキナニゼ・スーパーファミリーの細胞に特異的な多様な機能を明らかにした:i)SAPK/JNKおよびp38によるTリンパ球の活性化、ii)p38の神経分化、アポトーシスの関与、iii)古典的MAMキナーゼの神経細胞生存維持、iv)MAPキナーゼの紡錘体形成、細胞形態、細胞骨格の変化の関与。4)MAPKKの細胞質局在が、核外移行シグナル(NES)配列によって規定されること、並びにMAPKKのNES配列が、細胞癌化を抑制することを明らかにした。

Research Products

• [Publications] T.Okamoto,et al.: "Expression and purification of the extracellular lignad binding region of metabotrapic qlutamate receptor subtype 1." J.Biol.Chem.273. 13089-13096 (1998)
• [Publications] A.Nishimune,et al.: "NSF binding to GluR2 regulates synaptic transmission." Neuron. 21. 87-97 (1998)
• [Publications] D.Watanabe,et al.: "Ablation of cerebellar golgi cells disrupts synaptic integration involving GABA inhibiton and NMDA receptor activation in motor coordination." Cell. 95. 17-27 (1998)
• [Publications] M.Masugi,et al.: "Metabotropic glutamate receptor subtype 7 ablation causes dificit in fear response and conditioned taste aversion." J.Neurosci.19. 955-963 (1999)
• [Publications] Y.Tagawa,et al.: "Immunohistological studies of metabotropic glutamate receptor subtype 6-deficient mice show no abnormality of retinal cell orgaization and ganglion cell maturation." J.Neurosci.in press. (1999)
• [Publications] K.Kaupmann,et al.: "GABAB receptor subtypes assemble into funcional heteromeric compelxes." Nature. 396. 683-687 (1999)
• [Publications] C,-G.Lee,et al.: "Frequent but biased calss switch recombination in the Sm filaking reguions." Curr.Biol.8. 227-230 (1998)
• [Publications] R.Shinkura,et al.: "Alymphoplasia (aly) is caused by apoint mutation in the mouse NF-KB inducing kinase gene." Nature Genet.in press. (1999)
• [Publications] C.winkler,et al.: "Genetic restriction of AIDS pathogenesis by an SDF-1 chemoline gene variant." Science. 279. 389-393 (1998)
• [Publications] Y.Taniguchi,et al.: "LIM protein KyoT2 negatively regulates transcription by association with the RBP-J DNA-binding protein." Mol.Cell,Biol.18. 644-654 (1998)
• [Publications] K.Kuroda,et al.: "Delta-induced Notch signaling mediated by RBP-J inhibits MyoD expression and myogenesis." J.Biol.Chem.in press. (1999)
• [Publications] F.Matsuda,et al.: "The complete nucleotide sequence of the human immunoglobulin heavy-chain variable region locus." J.Exp.Med.188. 2151-2162 (1998)
• [Publications] SI.Nishikawa,et al.: "Progressive lineage analysis by cell sorting and culture identifies Flk1+VE-cadherin+cells as the diverging point of endothelial and hematopoietic lineages." Development. 125. 1747-1757 (1998)
• [Publications] K.Tachibana,et al.: "A Chemoline receptor CWCR4 is essential for the vascularization of the gastrointestinal tract." Nature. 393. 591-594 (1998)
• [Publications] M.Hikida,et al.: "Expression of recombination activating genes in germinal center B cells:involvement of interleukin 7(IL-7) and the IL-7 receptor." J.Exp.Med.188. 365-372 (1998)
• [Publications] T.Kunisada,et al.: "Transgene expression of steel factor in the basal layer of epidermis promotes survival,proliferation,differentation and migration of melanocyte precursors." Development. 125. 2913-2915 (1998)
• [Publications] Y.Yokota,et al.: "Peripheral lymphoid orgen and NK cell development depend on the HLM inhibtor Id2." Nature. in press. (1999)
• [Publications] T.Kunisada,et al.: "Murine cutaneous mastocytosis and epidermal melanocytosis induced by keratinocyte expression of transgenic stem cell factor." J.Exp.Med.187. 1565-1573 (1998)
• [Publications] A.Wada,et al.: "Nuclear export of actin: a novel mechanism regulating the subcellular lovalization of a major cytoskeletal protein." EMBO J.17. 1635-1641 (1998)
• [Publications] K.Takenaka,et al.: "Activation of the protein kinase p38 in the spindle assembly checkpoint and mitotic arrest." Scinece. 280. 599-602 (1998)
• [Publications] S.Matsuda,et al.: "T lymphocyte activation signals for interleukin-2 production involve activation of MKK6-p38 and MKK7-SAPK/JNK singnaling pathways sensitive to cyclosporin A." J.Biol.Chem.273. 12378-12382 (1998)
• [Publications] F.Toyoshima,et al.: "Nuclear export of cyclin B1 and tis possible role in the DNA damage-induced G2 checkpoint." EMBO J.17. 2728-2835 (1998)
• [Publications] N.Yang,et al.: "Cofilin phosporylation by LIM-kinase 1 and its role in Rac-mediated actin reorganization." Nature. 393. 809-812 (1998)
• [Publications] K.Yamaguchi,et al.: "XIAP,a cellular member of the inhibitor of apoptosis protein family,links the receptor to TAB1-TAK1 in the BMP signaling pathway." EMBO J.18. 179-187 (1999)