正常ヒト造血幹細胞の増殖・分化におけるMAPキナーゼとSTAT3の機能解析

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11470213
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 北川 誠一 大阪市立大学, 医学部, 教授 (50133278)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 賢一 大阪市立大学, 医学部, 助手 (20305618) ; 日野 雅之 大阪市立大学, 医学部, 助教授 (50244637)
• Keywords: 造血幹細胞 / 好中球 / MAPキナーゼ / STAT3 / G-CSF / SCF / IL-6 / CD34

Research Abstract

MAPキナーゼ系にはいくつかのサブタイプが知られており、その機能もサブタイプにより、また、細胞の種類によっても異なると考えられる。我々は好中球を用いて、特定のMAPキナーゼサブタイプカスケードがサイトカイン特異的に活性化されることを明らかにした。すなわち、G-CSFが特異的にMEK-ERK系のみを活性化し、GM-CSFがMEK-ERK系を強く、MKK3/6-p38MAPキナーゼ系を弱く活性化し、TNFαがMKK3/6-p38MAPキナーゼ系を強く、MEK-ERK系を弱く活性化すること、また、IL-1βがMKK3/6-p38MAPキナーゼ系のみを活性化することを明らかにした。一方、JNKカスケードは未熟な造血細胞ではTNFαに反応して活性化されるが、成熟した好中球では活性化を受けないことが明らかになった。さらに、ヒトCD34陽性細胞を用いた解析から、G-CSF、GM-CSF、SCF、TPO及びIL-3によりERKのみが特異的に活性化され、IL-1βによりp38MAPキナーゼのみが活性化されること、また、TNFαによりERK、JNK及びp38MAPキナーゼが活性化されることを明らかにした。これらの事実は、好中球及び造血幹細胞においてMAPキナーゼサブタイプカスケードがサイトカイン特異的に活性化されるばかりでなく、造血細胞の分化に伴い活性化されるMAPキナーゼサブタイプもサイトカイン依存性に変化することを示している。さらに、ヒトCD34陽性細胞を用いた解析から、SCFはERKの活性化と共にSTAT3のセリンリン酸化を誘導し、IL-6はSTAT3のチロシンおよびセリンリン酸化のみを誘導することを明らかにした。また、CD34陽性細胞の増殖・分化に対するSCFとIL-6併用の相乗効果は、ERKとSTAT3が同時に強く活性化されることが、その分子基盤であることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] Suzuki, K., Hino, M., Kitagawa, S.: "Selective activation of p38 MAP kinase cascade in human neutrophils stimulated by interleukin-1β"J. Biol. Chem.. (in press). (2000)
• [Publications] Hino, M., Suzuki, K., Kitagawa, S.: "Ex vivo expansion of mature human neutrophils with normal functions from purified peripheral blood CD34^+ haematopoietic progenitor cells"Br. J. Haematol.. (in press). (2000)
• [Publications] Suzuki, K., Hino, M., Kitagawa, S.: "Cytokine-soecific activation of distinct MAP kinase subtype cascades in human neutrophils stimulated by G-CSF,GM-CSF and TNFα"Blood. 93. 341-349 (1999)
• [Publications] Masuyama, J., Suzuki, K., Kitagawa, S.: "Characterization of the 4C8 antigen that is involved in transendothelial migration of CD26^<hi> T cells after tight adhesion to human umbilical vein endothelial cell monolayers"J. Exp. Med.. 189. 979-989 (1999)
• [Publications] Yagisawa, M., Saeki, K., Kitagawa, S.: "Signal transduction pathways in normal human monocytes stimulated by cytokines and mediators"Exp. Hematol.. 27. 1063-1076 (1999)