GTP結合蛋白によるcAMPシグナルの制御メカニズム

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18057018
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 石川 義弘 横浜市立大学, 医学研究科, 教授 (40305470)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 南沢 享 横浜市立大学, 医学部, 準教授 (40257332) ; 佐藤 元彦 横浜市立大学, 医学部, 準教授 (40292122) ; 奥村 敏 横浜市立大学, 医学部, 助手 (60233475)
• Keywords: Gタンパク質 / Epac / PKA / アデノウイルス / 発育変化 / 細胞内シグナル

Research Abstract

cAMPはG結合タンパク質によって制御される代表的な細胞内シグナル系である。カテコラミン受容体などにアゴニストが結合すると刺激性G蛋白質の活性化を引き起こし、これがアデニル酸シクラーゼの活性化とcAMP依存性キナーゼ(PKA)の活性化を引き起こす。PKAは細胞内の多数の蛋白をリン酸化することにより機能変化をもたらし細胞機能を制御している。従来cAMPの標的分子の主体はPKAであるとされてきたが、近年Epac(Exchange Protein directly Activated by cAMP)と呼ばれるグアニンヌクレオチド交換因子(GEF)がcAMPによって直接活性化されることが証明された。EpacはRapなどのG蛋白質活性を制御することが知られているが、その詳細は明らかでない。本申請ではこの新規G蛋白質活性調節分子であるEpacのcAMPシグナルにおける役割を、心血管系組織を中心に検討した。
心血管系は成長段階とともに細胞蛋白発現量あるいはサブタイプ比率がダイナミックに変化することが知られており、にの変化が発育段階における心機能調節と密接な関連をもつとされる。Epacには組織分布の異なる2つのサブタイプが存在するが、これらの発現が発育段階に応じてどのように変化するのかを心臓、肺、腎臓、脳において検討したところ、発育段階および臓器によって特微的な変化をしめすことがわかった。このことはEpacが臓器の発育に重要な役割を果たす可能性を意味する。
我々はEpacをアデノウイルスに組み込み、心筋細胞など通常のプラスミドによる過大発現が困難な細胞にも過大発現できる系を開発した。同様の発現系はRapないしPKAについても確立しており、それぞれの発現系において形質変化を培養細胞レベルで比較検討したところ、同じcAMPの下流でありながら、PKAとEpacはたとえば細胞遊走に反対の作用を引き起こすことがわかった。このことはcAMPの量ではなく、下流蛋白の発現によって細胞の反応が異なることを意味する。

Research Products

• [Journal Article] Multiple transcripts of Ca2+ channel subunits and a novel spliced variant of alphalC subunit in the rat ductus arteriosus (2006)
  • Author(s): Yokoyama U, Minamisawa S, Adachi-Akahane S, Akaike T, Naguro I, Funakoshi K, Iwamoto M, Nakagome M, Uemura N, Hori H, Yokota S, Ishikawa Y
  • Journal Title: Am.J.Physiol 290 Pages: H1660-H1670
• [Journal Article] Caveolin regulates microtubule polymerization in the vascular smooth muscle cells (2006)
  • Author(s): Kawabe J, Okumura S, Nathanson MS, Hasebe N, Ishikawa Y
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Commun. 342 Pages: 164-169
• [Journal Article] Caveolin-3inhibits growth signal in cardiac myoblasts in a Ca2+-dependent manner. (2006)
  • Author(s): Fujita T, Otsu K, Oshikawa J, Hori H, Minamisawa s, Umemura S, Kitamura H, Ito T, Ishikawa Y
  • Journal Title: J.Cell.Mol.Med. 10 Pages: 216-224
• [Journal Article] Overexpressed cardiac Gsalpha in rabbits. (2006)
  • Author(s): Nishizawa T, Vatner SF, Hong C, Shen Y-T, Hardt SE, Robbins J, Ishkawa Y, Sadoshima J, Vatner SF, Vatner DE
  • Journal Title: J.Mol.Cell.Cardiol 41 Pages: 44-50
• [Journal Article] Post-transcriptional down-regulation of sarcolipin mRNA by triodothyronine in the atrial myocardium. (2006)
  • Author(s): Minamisawa S, Umemura N, Sato Y, SatYokoyama U, Yamaguchi T, Inoue K, Nakagome M, Bat Y, Hori H, Simizu M, Mochizuki S, Ishikawa Y
  • Journal Title: FEBS Lett. 580 Pages: 2247-2253
• [Journal Article] Chronic activation of the prostaglandin receptor EP4 promotes hyaluronan-mediated neointimal formation in the ductus arteriosus. (2006)
  • Author(s): Yokoyama U, Minamisawa S, Hong Q, Segi-Nishida E, Ghatak S, Iwasaki S, Iwamoto M, Misra S, Tamura K, Hori H, Yokota S, Tool BP, Sugimoto Y, Ishikawa Y
  • Journal Title: J.Clin.Invest 116 Pages: 3026-3034