TGF-βシグナルによる標的遺伝子の転写調節とその異常

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14570208
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 加藤 光保 筑波大学, 基礎医学系, 教授 (20194855)
• Keywords: TGF-β / Smad / 転写 / c-myc / WNT / TCF-4 / LEF-1 / c-Ski

Research Abstract

血清刺激によるc-mycの転写亢進とTGF-βによる抑制に関与する転写制御領域となるTIE/E2F配列とWNTシグナルによるc-mycの転写亢進の標的配列のひとつであるTBE3配列を同定した。TGF-βよってSmad3が活性化されると、Smad3は直接TIE/E2F配列に結合し、E2F-4と転写共役因子p300の結合を解離させた。また、TBE3上にTCF-4が結合している場合にはTCF-4とSmad3の結合によってβ-カテニンがTCF-4から解離しc-mycの転写がオフになるが、LEF-1の場合にはSmad3とβ-カテニンの両者を同時に結合しc-mycの転写がオンのままであることを見いだした。この発見により、大腸癌細胞でLEF-1の発現が亢進すると、TGF-βによるc-mycの転写抑制が解除されることが示唆された。
Smad2D450Eは、大腸癌で報告されたSmadの点突然変異体で、受容体によってリン酸化されない。この変異Smad2は、共存する野生型Smad2のリン酸化を抑制したが、Smad3のリン酸化は抑制せず、Smad3とSmad4の複合体形成も低下しなかった。しかし、Smad2D450Eの安定発現細胞株は、Smad3を介する標的遺伝子の活性化も低下しており、標的DNAへのSmad3の結合もSmad2の間接的結合と同様に低下していた。以上より、Smad2D450Eは、核移行或いは核内の段階でSmad3の機能を抑制することが示唆された。
TGF-βによって転写が抑制されるc-myc遺伝子の発現に対して、c-Skiは、転写の抑制を解除することを見い出した。c-Skiのこの作用は、既存の作用機序では説明がつかず、新たなc-Skiの作用機序として、不活性なc-Ski-Smad複合体が標的遺伝子上に長く留まることによるSmadの機能の抑制の存在を示唆した。

Research Products

• [Publications] Suzuki H et al.: "c-Ski inhibits the TGF-β signaling pathway through stabilization of inactive Smad complexes on Smad binding elements"Oncogene. (in press).
• [Publications] Kondo M et al.: "Transforming growth factor-β signaling is differentially inhibited by Smad2D450E and Smad3D407E"Cancer Sci.. 95. 12-17 (2004)
• [Publications] Sasaki T et al.: "Lymphoid enhancer factor 1 makes cells resistant to transforming growth factor-β-induced repression of c-myc"Cancer Res.. 63. 801-806 (2003)
• [Publications] Yagi K et al.: "c-myc is a downstream target of Smad pathway"J.Biol.Chem.. 277. 854-861 (2002)
• [Publications] 加藤 光保: "トランスフォーミング増殖因子βによる転写制御"蛋白質核酸酵素. 48. 2247-2253 (2003)