Wntシグナル伝達経路の新規制御分子の同定と臨床応用

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12558080
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 菊池 章 広島大学, 医学部, 教授 (10204827)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岸田 想子 広島大学, 医学部, 教務員 (40274089) ; 岸田 昭世 広島大学, 医学部, 助手 (50274064) ; 浅原 利正 広島大学, 医学部, 教授 (70175850) ; 赤羽 浩一 第一製薬, 創薬第四研究所, 主任研究員
• Keywords: APC / β-catenin / GSK-3β / Axin / Axam / Idax / Duplin / リン酸化

Research Abstract

本年度はまず癌抑制遺伝子産物APCのβ-カテニン分解における役割について、解析を行った。APCはAxinを介して蛋白質リン酸化酵素GSK-3と複合体を形成し、AxinはAPCを介してβ-カテニンと複合体を形成することができた。また、Axinに結合したGSK-3は、APCに結合したβ-カテニンをリン酸化した。さらに、Axinがβ-カテニンの分解を促進するためにはAPCと結合することが必要であった。したがって、APC/Axin複合体中で、GSK-3によるβ-カテニンのリン酸化が促進され、その結果、β-カテニンが分解されると考えられた。Axinの作用機構から、Axinが癌抑制遺伝子であると予想されていたが、実際に肝癌においてAxinの変異が報告された。また、私共はAxinのホモログとしてAxilを同定していたが、Axilの変異も大腸癌で発見された。AxinやAxilに変異のある症例ではAPCやβ-カテニンの変異は認められないが、β-カテニンは蓄積している。したがって、Axin(Axil)、APC、β-カテニンのいずれか一つに変異が生じるとβ-カテニンの分解が抑制され、細胞が癌化すると考えられる。さらに、Axin、Dvl、β-カテニンの新規結合蛋白質を単離して、それぞれAxam、Idax、Duplinと名付けた。AxamとIdaxはβ-カテニンの分解を促進して、Duplinはβ-カテニンによる転写因子Tcfの活性化を抑制した。さらに、これらの蛋白質はWntシグナルによるアフリカツメガエルの体軸形成を阻害した。したがって、Axam、Idax、DuplinはいずれもWntシグナル伝達経路の負の制御因子であり、癌抑制遺伝子産物として機能する可能性があると考えられた。来年度はこれらの新規分子と発癌との関連を解析していきたい。

Research Products

• [Publications] Andoh,T: "Yeast glycogen synthase kinase 3 is involved in the protein degradation in cooperation with Bul1, Bul2,and Rsp5."Mol.Cell.Biol.. 20・18. 6712-6720 (2000)
• [Publications] Kariya,K.: "Regulation of Complex Formation of POB1/Epsin/Adaptor Complex 2 by Mitotic Phosphorylation."J.Biol.Chem.. 275・24. 18399-18406 (2000)
• [Publications] Sakamoto,I.: "A novel β-catenin binding protein inhibits β-catenin-dependent Tcf activation and axis formation."J.Biol.Chem.. 275・42. 32871-32878 (2000)
• [Publications] Hinoi,T.: "Complex formation of Adenomatous polyposis coli and Axin facilitates glycogen synthase kinase-3β-dependent phosphorylation of β-catenin and downregulates β-catenin."J.Biol.Chem.. 275・44. 34399-34406 (2000)
• [Publications] Kadoya,T.: "Inhibition of Wnt signaling pathway by a novel Axin-binding protein."J.Biol.Chem.. 275・47. 37030-37037 (2000)
• [Publications] Ikeda,S.: "CSK-3 β-dependent phosphorylation of adenomatous polyposis coli gene product can be modulated by β-catenin and protein phosphatase 2A complexed with Axin."Oncogne. 19. 308-318 (2000)
• [Publications] Hanada,N.: "NE-dlg, a mammalian homolog of Drosophila DLG tumor suppressor, induces growth suppression and impairment of cell adhesion : Possible involvement of down-regulation of β-catenin by NE-dig expression."Int.J.Cancer. 21・1. 480-488 (2000)
• [Publications] Fukui,A.: "Effects of rat Axin domains on axis formation in Xenopus embryos."Develop.Growth Differ.. 42. 489-498 (2000)
• [Publications] Hino,S.: "Inhibition of Wnt signaling pathway by Idax, a novel Dvlbinding protein."Mol.Cell.Biol.. 21・1. 330-342 (2001)
• [Publications] Itoh,T.: "Role of the ENTH Domain in Phosphatidylinositol-4,5-Bisphosphate Binding and Endocytosis."Science. 291・5506. 1047-1051 (2001)
• [Publications] Koshiba,S.: "Solution structure of the epsin N-terminal bomology(ENTH) domain of human epsin."J.Struct.Funct.Genomics. (in press). (2001)
• [Publications] Yamamoto,H.: "Inhibition of the Wnt Signaling Pathway by the PR61 subunit of protein phosphatase 2A."J.Biol.Chem.. (in press). (2001)
• [Publications] Kikuchi,A.: "Regulation of β-catenin signaling in the Wnt pathway."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 268. 243-248 (2000)