非アポトーシス性プログラム細胞死の制御に関わる分子機構の解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14580708
• Research Institution: National Cancer Center Research Institute and Research Center for Innovative Oncology, National Cancer Center Hospital East
• Principal Investigator: 北中 千史 国立がんセンター研究所, 生物物理部, 室長 (70260320)
• Keywords: Ras / アポトーシス / ミトコンドリア

Research Abstract

Ras依存的非アポトーシス性プログラム細胞死のin vitroモデル実験系を用い、Rasから非アポトーシス性細胞死に至るシグナル伝達の制御機構について検討を行った。多くのプログラム細胞死ではミトコンドリア外膜の透過性亢進(MMP)とこれに伴うミトコンドリア膜間腔蛋白質の細胞質への漏出がおきており、このような変化(MMP)が細胞死のシグナル伝達に必須の役割を果たしていることが知られている。そこでRasの発現により細胞死を起こしつつある細胞に対してMMPの指標として最もよく用いられるミトコンドリア膜間腔蛋白質チトクロームcの免疫染色を行ったところ、Ras依存的非アポトーシス性細胞死の過程ではチトクロームCの明らかな細胞質への漏出は認められなかった。また、MMPの抑制により幅広くプログラム細胞死を抑制することが知られているBcl-xLの発現によってもRas依存的非アポトーシス性細胞死は抑制されなかった。これらの結果からRas依存的細胞死はMMPに依存しない細胞死であることが示唆された。Rasは種々のエフェクターの活性化を介して細胞内にシグナルを伝えることが知られているので、次にいずれのエフェクターが細胞死誘導に重要かを特定のエフェクターを選択的に活性化できるRas変異体ならびにエフェクターに対する特異的阻害剤を用いて調べた。その結果、Rasによる細胞死誘導はPI3キナーゼ依存的であることが確認された。また、薬理学的阻害剤を用いたスクリーニング実験の結果、Rhoファミリー蛋白質を特異的に不活化するClostridium Difficile菌のToxin BがRasによる細胞死誘導を抑制することを見出した。この結果からRas依存的非アポトーシス性プログラム細胞死の制御にRho, Rac, Cdc42などのRhoファミリー蛋白質が関わっている可能性が考えられるようになった。

Research Products

• [Publications] Otsuki Y, Tanaka M, Kamo T, Kitanaka C, Kuchino Y, Sugimura H: "Guanine nucleotide exchange factor, Tiam1 directly binds c-Myc and interferes with c-Myc-mediated apoptosis"Journal of Biological Chemistry. 278. 5132-5140 (2003)
• [Publications] Kitanaka C, Kato K, Ijiri R, Sakurada K, Tomiyama A, Noguchi K, Nagashima Y, Nakagawara A, Momoi T, Toyoda Y, Kigasawa H, Nishi T, Shirouzu M, Yokoyama S, Tanaka Y, Kuchino Y: "Increased Ras expression and caspase-independent neuroblastoma cell death : possible mechanism of spontaneous neuroblastoma regression"Journal of the National Cancer Institute. 94. 58-68 (2002)
• [Publications] Sakurada K, Kitanaka C, Kokubu A, Tomiyama A, Sunayama J, Kayama T, Kuchino Y: "A cellular mechanism that reversibly inactivates pancaspase inhibitor zAsp-CH(2)-DCB : a potential pitfall causing discrepancy between in vitro and in vivo caspase assays"Biochemical and Biophysical Research Communications. 291. 1022-1030 (2002)
• [Publications] Mochizuki T, Asai A, Saito N, Tanaka S, Katagiri H, Asano T, Nakane M, Tamura A, Kuchino Y, Kitanaka C, Kirino T: "Akt protein kinase inhibits non-apoptotic programmed cell death induced by ceramide"Journal of Biological Chemistry. 277. 2790-2797 (2002)