活性化抗体を用いての生体内神経細胞死におけるカスパーゼファミリー活性化の解析

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11480235
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: National Center of Neurology and Psychiatry
• Principal Investigator: 桃井 隆 国立精神・神経センター, 神経研究所・疾病研究第5部, 室長 (40143507)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内山 安男 大阪大学, 医学部・解剖, 教授 (10049091) ; 塚原 俊文 国立精神・神経センター, 神経研究所・疾病研究第1部, 研究員 (60207339)
• Keywords: 神経細胞死 / カスパーゼ9 / Bcl-x / Akt / BMP-4 / レチノイン酸

Research Abstract

哺乳類での細胞死の機構が実際の発生過程での神経系のプログラム細胞死の実行に関与するカスパーゼ3の上位に位置するカスパーゼ9の活性化とその制御機構に注目し、カスパーゼ9の活性型を特異的に認識する抗体を作成し、神経細胞へと分化するマウスのP19EC(embryonal carcinoma)細胞、およびBcl-2ファミリーの一つであるbcl-xノックアウトマウスを用いて、カスパーゼ9の活性化とBcl-xLによる制御について検討した。その結果、1)レチノイン酸(RA)によるP19EC細胞の神経分化過程での細胞死ではカスパーゼ3の上位のカスパーゼ9が活性化されること、またbFGFはP13K/Aktを活性化して、カスパーゼ9、3の活性化を抑制し、細胞死を抑制すること、2)BMP-4は逆に、RAと協調してP19EC細胞のカスパーゼ9、3の活性化を促進すること、3)2種類のマウスカスパーゼ9をクローニングした結果、ヒトと異なり、マウスカスパーゼ9にはAktのリン酸化部位が存在せず、Aktによる直接のリン酸化によるカスパーゼ9の制御機構はないことが明らかとなった。また、4)カスパーゼ9の活性化に必須なプロセッシング部位の特異抗体を作成し、カスパーゼ9の活性型を特異的に認識することに成功した。5)これら抗体を用いて、bcl-xノックアウトマウスの神経系での細胞死を解析することにより、発生過程での神経系では、Bcl-xLがカスパーゼ9、3依存性の細胞死を抑制している領域とカスパーゼ9、3非依存性の細胞死を抑制している領域が存在することが明らかになった。

Research Products

• [Publications] Miho Y., et al.: "bFGF inhibits the activation of caspase-3 and apoptosis of P19 embryonal carcinoma cells during neuronal differentiation"Cell Death Differ.. 6. 463-470 (1999)
• [Publications] Mukasa T. et al.: "Activation of caspase-3 apoptotic pathways in skeletal muscle fibers in laminin alpha2-deficient mice"Biochem Biophys Res Commun.. 260. 139-142 (1999)
• [Publications] Fujita, E. et al.: "Akt phosphorylation site found in human caspase-9 is absent in mouse caspase-9"Biochem Biophys Res Commun.. 264. 550-555 (1999)
• [Publications] Fujita, E. et al.: "BMP-4 and retinoic acid synergistically induce activation of caspase-9 and cause apoptosis of P19 embryonal carcinoma cells cultured as a monolayer"Cell Death Differ.. 6. 1109-1116 (1999)