リボザイムライブラリーを用いたカドミウム誘導性細胞死に関与する因子の探索

• Project/Area Number: 05J03326
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Hygiene
• Research Institution: Tokyo Women's Medical University
• Principal Investigator: 西躰 元 Tokyo Women's Medical University, 医学部, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: カドミウム / MAPキナーゼ / ES細胞 / HSP70 / SEK1 / MKK7 / JNK / p38

Research Abstract

カドミウム曝露に対する細胞内シグナル伝達機構については、未解明な部分が多く残されている。我々は、ERK、JNK、p38の3つの主要なサブファミリーからなるMAPKの関与について、ノックアウト、ノックダウン法を用いて検討した。まずJNKの活性化因子であるSEK1とMKK7を共に欠失したマウス胚性幹(ES)細胞を用いて、カドミウム曝露に対する細胞応答におけるMAPKの関与を検討した。SEK1・MKK7両欠損細胞にカドミウムを曝露し各MAPKの活性化を調べたところ、JNKの活性化が完全に抑えられただけでなく、p38およびERKの活性化も著しく抑制されていることを見出した。さらにカドミウム曝露における両欠損細胞でのストレス応答性遺伝子の発現を調べたところ、熱ショック蛋白HSP70の発現誘導が抑制されることを認めた。次にカドミウムを曝露したSEK1・MKK7両欠損細胞におけるHSP70発現誘導の抑制が、どのMAPKアイソフォームに依存しているのかをRNA干渉によるノックダウン法により検討した。各MAPKファミリーのアイソフォームに対するsmall interfering RNA(siRNA)を野生型ES細胞に導入後、カドミウムを曝露しHSP70蛋白レベルを測定した。その結果、ERK1、ERK2、JNK1、JNK2、P38αのsiRNAを導入した細胞において、カドミウム曝露によるHsP70発現誘導が著明に抑制されることを見出した。一方、p38β、38γのsiRNAを導入した細胞では、HSP70発現誘導の増強を認めた。以上の実験から、カドミウム曝露ES細胞では、SEK1およびMKK7はJNKのみならずp38とERKの活性化にも関与していること、さらにHSP70発現誘導は各MAPKアイソフォームおよびSEK1・MKK7による複合的な制御を受けることが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Differential regulation of HSP70 expression by the JNK kinases SEK1 and MKK7 in mouse embryonic stem cells treated with cadmium (2008)
  • Author(s): Gen Nishitai
  • Journal Title: Journal of Cellular Biochemistry (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phosphorylation of Stats at Ser727 in renal proximal tubular epithelial cells exposed to cadmium (2007)
  • Author(s): Junko Nakagawa
  • Journal Title: Environmental Toxicology and Pharmacology 24 Pages: 252-259
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phosphorylation of p53 at serine 15 in A549 pulmonary epithelial cells exposed to vanadate : Involvement of ATM pathway (2007)
  • Author(s): Katsura Suzuki
  • Journal Title: Toxicology and Applied Pharmacology (印刷中)
• [Journal Article] Activation of c-Jun N-terminal kinase by cadmium (2006)
  • Author(s): Masato Matsuoka
  • Journal Title: Current Topics in Biochemical Research 印刷中
• [Journal Article] Cadmium induces the expression of Grp78, an endoplasmic reticulum molecular chaperone, in LLC-PK_1 renal epithelial cells (2006)
  • Author(s): Fang Liu
  • Journal Title: Environmental Health Perspectives 印刷中
• [Presentation] カドミウム曝露によるHSP70発現におけるMAPKの関与 (2007)
  • Author(s): 西躰 元
  • Organizer: BMB2007(第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会 合同大会)
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-12
• [Presentation] Differential regulation of HSP70 expression by the JNK kinases SEK1 and MKK7 in mouse embryonic stem cells treated with cadmium (2007)
  • Author(s): Gen Nishitai
  • Organizer: American Society for Cell Biology 47th Annual Meeting
  • Place of Presentation: Washington, D. C.
  • Year and Date: 2007-11-05