GSK-3β/β-カテニン/プレセニリンネットワークと細胞死のシグナル伝達

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13210103
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 岸田 昭世 広島大学, 医学部, 講師 (50274064)
• Keywords: Wntシグナル伝達経路 / 神経細胞死 / Dvl / Synaptotagmin / GSK-3 / 小胞輸送

Research Abstract

Wntシグナル伝達経路は細胞の増殖や分化、初期発生時の体軸形成を制御する他に、神経ネットワーク形成にも関与する可能性が示唆されているが、その分子レベルの作用機構は明らかではない。また、Wntシグナル伝達経路の構成因子GSK-3βやβ-カテニンは、プレセニリン1やタウと複合体を形成することが報告されているが、神経細胞死のシグナル伝達におけるWntシグナル伝達経路の役割は明らかにされていない。そこで、Wntシグナル伝達経路においてGSK-3βの活性を制御するDvlに注目し、Dvlと相互作用してWntシグナルを活性化するカゼインキナーゼIε(CKIε)の作用機構を解析した。CKIε、Axin、Dvlは三者複合体を形成し、CKIεとDvlは相乗的に作用して、β-カテニンを安定化させ、TCF転写活性化を促進した。CKIεと結合しないDvl変異体はTCF転写活性化を促進するが、TCF転写活性化に対してCKIεとの相乗作用を示さなかった。Axinと結合できないDvl変異体はCKIεの存在にかかわらず、TCF転写活性化を促進しなかった。さらに、DvlとCKIεはアフリカツメガエル初期胚で相乗的に二次体軸形成を促進した。したがって、DvlとCKIεは相乗的にWntシグナル伝達経路を活性化して体軸形成を促進することと、この活性化にはDvlとCKIε、Axinの三者複合体形成が必要であることが明らかとなった。さらに、Dvl結合蛋白質を検索し、Synaptotagmin XIと新規蛋白質を見出した。前者のSynaptotagminは、神経細胞等の分泌や小胞輸送を制御することが知られており、WntシグナルがDvlを介して小胞輸送系を制御する可能性が見出された。後者の蛋白質については、そのC末端側にDvl結合領域が見出されるが、現在その全長cDNA配列を決定している段階である。したがって、本年度の計画は概ね達成されたと考えられる。

Research Products

• [Publications] Hino, S.: "Inhibition of Wnt signaling pathway by Idax, a novel Dvl-binding protein"Mol. Cell. Biol.. 24. 330-342 (2001)
• [Publications] Kishida, M.: "Synergistic activation of the Wnt signaling pathway by Dvl and casein kinase Iε"J. Biol. Chem.. 276. 33147-33155 (2001)
• [Publications] Kobayashi, M.: "Nuclear localization of Duplin, a β-Catenin-binding protein, is essential for its inhibitory activity on the Wnt signaling pathway"J. Biol. Chem.. 277. 5816-5822 (2002)