神経線維腫症2型遺伝子産物(Merlinl)の細胞内腫瘍抑制シグナル伝達

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12671369
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 荒木 令江 熊本大学, 医学部, 助手 (80253722)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐谷 秀行 熊本大学, 医学部, 教授 (80264282)
• Keywords: NF2 / 神経線維腫症2型 / merlin / 腫瘍抑制遺伝子 / poly(ADP-ribose)polymerase(PARP) / Ku-antigen / DNA-PKs

Research Abstract

神経線維腫症2型(NF2)は両側聴神経鞘腫、髄膜腫などの中枢神経系良性腫瘍を多発することを特徴とする遺伝疾患で、その予後は極めて悪い。我々は以前より、その原因遺伝子NF2の関わる脳内良性腫瘍形成機構を解明することを目的として、そのNF2の産物Merlinと会合する細胞内蛋白質を同定することにより、Merlinが関わる細胞内シグナルを明らかにしてきた。これまでに70kd,85kd,125kd,140kd,165kdの5種類の細胞内蛋白がこれに関与することを見いだしている。そしてこの中で125kdの蛋白質は、Poly(ADPribose)polymerase(PARP)、70kd,85kdはDNA-PK subunit Ku-antigen p70,Ku-antigen p85であることを突き止めた。これらはDNA修復やアポトーシスシグナルに関与する分子である。本年は、これら細胞内結合性蛋白質群との細胞内相互作用及び機能変化に注目し、細胞障害性刺激とこれらの活性変化を解析した。その結果、(I)細胞のBleomycin処理によってDNA傷害を誘起したMEFにおいて、我々の同定したNF2蛋白質細胞内結合性蛋白質である、PARP、DNA-PK subunit Ku70,Ku80は顕著に活性化した。これと同時にmerlinはその高変異部位であるN末端側(19-339)を介してPARPと結合し、PARPのpoly(ADP)ribosepolymerase活性を上昇させ、merlinのN末端側にpoly(ADP)ribsyl化を誘導した。一方、PARP-/-MEF細胞ではmerlinのpoly(ADP)ribosyl化は認められなかった。(II)MEFにて過剰発現したmerlinは、核内へ一端移行した直後、そのN末端側上の核外輸送シグナル配列(NES)を介して核外へ輸送され、細胞質内及び細胞質辺縁・突起部に局在するが(昨年度までの我々の所見)、細胞にBleomycin処理などのDNA傷害を誘起することによってmerlinの細胞内局在が細胞質から核近傍へ移行した。核外移行阻害剤であるLeptmycin B共存化においてはこの現象は顕著であった。一方、PARP遺伝子欠損MEFにおいてはこの現象が遅延し、顕著な細胞死が観察されたが、PARP遺伝子導入によってこれらの現象が有意に相補された。(III)Ku70,Ku80は細胞質及び核内に分散して存在しているが、PARPはほとんどが核内に蓄積しており、DNA傷害によってDNA-PKs(Ku70,Ku80)とPARPは細胞内で強く相互作用している所見が得られたことから、Ku、PARP、merlinはそれぞれをお互いのscaffoldとして結合し、それぞれの細胞内局在に関与して、DNA修復、細胞死に関わっている可能性が示唆される。

Research Products

• [Publications] Araki,N., et.al.: "Comparative analysis of brain proteins from p53 deficient mice by two-dimensional electrophoresis."Electrophoresis.. 21,(9). 1880-1889 (2000)
• [Publications] Araki,N., et.al.: "Proteomic analysis of tumor suppressor related proteins in brain."Protein Science. 9,(1). 162 (2000)
• [Publications] Abiko A, et.al.: "Increased levels of advanced glycosylation end products in the kidney and liver from spontaneously diabetic Chinese hamsters determined by immunochemical assay."Metabolism.. 49(5). 567-573 (2000)
• [Publications] Tokuo,H. et.al.: "Phosphorylation of neurofibromin by cAMP dependent protein kinase is regulated via a cellular association of NG, NG-dimethylarginine dimethylaminohydrolase."FEBS Letters. (in press). (2001)
• [Publications] 荒木令江: "癌とプロテオーム"遺伝子医学. 4,(4). 605-611 (2000)
• [Publications] Araki,N., et.al.: "New Development in Glycomedicine, Study of autoantibody against advanced glycation endproducts of the Maillard reaction."Elsevier Science B.V (in press). (2001)
• [Publications] Araki,N., et.al.: "BIOJAPAN 2000, New Movement of Science "Proteomics" Functional proteomic analysis of tumor suppressor related proteins in brain."Japan Bioindustry Association (JBA), Japan Health Sciences Fundation (JHSF), Society for Techno-innovation of Agriculture, Forestry and Fisheries (STAFF), Japan Association of Bioindustries Executives (JABEX). 147-157 (2000)