G蛋白質共役型及びFc受容体を介したマスト細胞のシグナル伝達機構

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12139204
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 仁科 博史 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教授 (60212122)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荒木 保弘 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助手 (60345254) ; 星野 真一 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 講師 (40219168) ; 堅田 利明 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (10088859)
• Keywords: マスト細胞 / ES細胞 / MAPキナーゼ / JNK / SEK1 / MKK7 / IgE受容体 / 顆粒放出

Research Abstract

マスト細胞上に存在するIgE受容体(FcεRI)の刺激は、主にサイトカイン遺伝子の発現とヒスタミンやセロトニンを含む細胞内顆粒の放出を介して、アレルギーや炎症反応に深く寄与している。これら2種の生理応答に関わる細胞内のシグナル伝達系として、それぞれMAPキナーゼファミリーの活性化と細胞内Ca^<2+>の上昇が重要視されているが、顆粒放出反応におけるMAPキナーゼ系の役割については不明な点が多い。我々は、先ずSAPK/JNKを正に制御するMAPKKであるSEK1またはMKK7を欠失したES細胞を用いて、SEK1及びMKK7の生化学的性状を詳細に解析し、さらにJNKの活性化がマスト細胞におけるFcεRI刺激を介する顆粒放出反応に重要な役割を果たすことを見出した。1、in vitroの実験系において、SEK1はJNK内のThr-Pro-Tyr配列のTyr残基を、一方のMKK7はそのThr残基をそれぞれ独立にリン酸化したが、JNKの強い活性化は両残基のリン酸化を必要とした。2、ES細胞内においては、SEK1が先ずJNK内のTyr残基をリン酸化し、その後MKK7がThr残基をリン酸化するという、SEK1に依存したMKK7によるJNKのリン酸化が観察された。3、また、SEK1はMKK7に比べてより強くJNKに結合した。4、マスト細胞のFcεRI刺激は46-kDa JNKの急速なリン酸化と顆粒放出を惹起したが、これらの作用はJNK阻害薬のSP600125によって顕著に抑制された。5、MKK7欠失ES細胞から分化させたマスト細胞においては、Caイオノフォア刺激による顆粒放出は野生型と同様に認められたが、FcεRI刺激による顆粒放出はほぼ完全に消失した。すなわち、顆粒放出反応においてJNKの活性化が必須の役割を果たす可能性が示唆された。

Research Products

• [Publications] D.Kitagawa, S.Tanemura, S.Ohata, N.Shimizu, J.Seo, G.Nishitai, et al.: "Activation of extracellular signal-regulated kinase by ultraviolet is mediated through Src-dependent epidermal growth factor receptor phosphorylation"J. Biol. Chem.. 277. 366-371 (2002)
• [Publications] T.Watanabe, K.Nakagawa, S.Ohata, D.Kitagawa, G.Nishitai, et al.: "SEK1/MKK4-mediated SAPK/JNK signaling participates in embryonic hepatoblast proliferation via a pathway different from NF-kappaB-induced anti-apoptosis"Dev. Biol.. 15. 332-347 (2002)
• [Publications] K.Kontani, M.Tada, T.Ogawa, T.Okai, K.Saito, Y.Araki, T.Katada: "Di-Ras : A distinct subgroup of Ras-family GTPases with unique biochemical properties"J. Biol. Chem.. 277. 41070-41078 (2002)
• [Publications] K.Saito, J.Murai, H.Kajiho, K.Kontani, H.Kurosu, T.Katada: "A novel binding protein composed of homophilic tetramer exhibits unique properties for the small GTPase Rab5"J. Biol. Chem.. 277. 3412-3418 (2002)
• [Publications] Yamamoto, T.Miyazaki, Y.Kadono, H.Takayanagi, et al.: "Possible Involvement of IκB Kinase 2 and MKK7 in Osteoclastogenesis Induced by Receptor Activator of Nuclear factor κB Ligand"J. Bone Miner. Res.. 17. 612-621 (2002)
• [Publications] H.Takayanagi, S.Kim, T.Koga, H.Nishina, et al.: "Induction and Activation of the Transcription Factor NFATc1 (NFAT2) Integrate RANKL Signaling"Dev. Cell. 3. 889-901 (2002)