新規プロテインキナーゼ(SIK)のcAMPシグナル伝達系の抑制機構の研究

• Project/Area Number: 12770058
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: General medical chemistry
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 竹森 洋 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (90273672)
• Project Period (FY): 2000 – 2001
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2001)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2001: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2000: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: 副腎皮質 / ステロイド / 蛋白リン酸化酵素 / 塩 / 転写調節 / cAMP / PKA / 核外移行 / SIK / ACTH / CYP11A / StAR

Research Abstract

これまでに塩誘導性キナーゼ(SIK)は副腎皮質細胞において、ACTH/cAMPシグナル経路で一過性に誘導されること、誘導されたSIKはやはりACTH/cAMPによって誘導されるステロイド合成酵素の遺伝子発現を抑制することを明らかにしてきた。本年度はSIKにより抑制される遺伝子のうちステロド合成の最初のステップであるCYP11A遺伝子に着目し、そのプロモター上のSIK標的配列を同定した。SIKの標的配列はcAMP応答配列として機能するCREと呼ばれる配列で、SIKはCREに結合するCREBの転写活性化能をCREBのbZIPドメインを介して抑制することを明らかにした。さらに、SIKによるCREBの抑制にはSIKが核内に存在することが重要で、逆にSIKが核外へと移行する条件下ではSIKはCREBを抑制できないことも示唆された。SIKの核外移行にはcAMPで活性化されるPKAによるSIKのSer577のリン酸化を介することが明らかとなり、Ser577をAlalこ置換するζとで、PKAにリン酸化されない変異SIKは絶えず核内に留まり、強いCREB抑制活性を示した。これらのことは、SIKがPKAに依存して核外移行することによりcAMPシグナル系のON/OFFの切り替えがより速やかに行えることを意味し、cAMPシグナルの強弱や持続時間をより鮮明する役割があるものと考える。マウスSIKのゲノムを解析した結果、SIKのACTH/cAMPによる誘導もプロモター上のCREを介することが明らかとなり、SIKの核内外移行が自らの遺伝子発現抑制すなわち、過性の発現を実現する機構であることが示された。現在、SIKの細胞内基質や核内外移行に関与する因子の同定を試みている。また、本研究から、SIKにはよく似た別の遺伝子(SIK2)が存在することが明らかとなったため、SIK2に相当するcDNAを単離し、発現機能解析も行った。その結果、SIKおよび、SIK2はステロイド産生の調節に関与するだけではなく、細胞分化にも関与することが示唆された。今後、SIKファミリーによる生体レベルでの役割解明も試みる。

Research Products

• [Publications] Lin, X-z., Takemori, H., Katoh, Y.Doi, J., Horike, N., Makino, A., Nonaka, Y, Okamoto, M.: "Salt-Inducible Kinase(SIK)is involved in the ACTH/cAMP-dependent protein kinase signaling in YI mouse adrenocortical tumor cells"Molecular Endocrinology. 15. 1264-1276 (2001)
• [Publications] TaKemori, H., Doi, J., Katoh, Y., Halder, S.K., Lin, X-z., Horike, N., Hatano, O., Okamoto, M.: "Characterization of a Proximal Element in the Rat Pref-1 Gene Promoter"Eur J Biochem. 268. 205-217 (2001)
• [Publications] Lu T, Ito M, Tchoua U, Takemori H, Okamoto M, Tojo H.: "Identification of essential residues for catalysis of rat intestinal phospholipase b/lipase"Biochemistry. 40. 7133-7139 (2001)
• [Publications] Raza FS, Takemori H, Tojo H, Okamoto M, Vinson GP.: "Identification of the rat adrenal zona fasciculata/reticularis specific protein, inner zone antigen(IZAg), as the putative membrane progesterone receptor"Eur J Biochem. 268. 2141-2147 (2001)
• [Publications] Doi, J., Takemori, H., Ohta, M., Nonaka, Y., Okamoto, M.: "Differential regulation of 3b-hydroxysteroid dehydrogenase type II and 17a-hydroxylase/lyase P450 in human adrenocortical carcinoma cells by epidermal growth factor and basic fibroblast growth factor"J. Endocrinology. 168. 87-94 (2001)
• [Publications] Katho Y, Niimi M, Yamamoto Y, Kawamura T, Morimoto-I T, Sawada M, Takemori H, Yamatodani A.: "Histamine production by cultured microglial cells of the mouse"Neurosci Lett.. 305. 181-184 (2001)
• [Publications] H.Takemori,J.Doi,Y.Katoh,S.K.Halder,X.Lin,N.Horike,O.Hatano,M.Okamoto: "Characterization of a Proximal Element in the Rat Pref-1 Gene Promoter"Eur J Biochem. 268. 205-217 (2001)
• [Publications] J.Doi,H.Takemori,M.Ohta,Y.Nonaka,M.Okamoto: "Differential regulation of 3β-hydroxysteroid dehydrogenase typeII and 17α-hydroxylase/lyase P450 in human adrenocortical carcinoma cells by epidermal growth factor and basic fibroblast growth factor."J.Endocrinology. 168. 87-94 (2001)
• [Publications] X.Lin,H.Takemori,J.Doi,Y.Katoh,M.Okamoto: "SIK (Salt-Inducible Kinase): regulation of ACTH-mediated steroidogenic gene expression and nuclear/cytosol redistribution."Endocrine Research. 26. 995-1002 (2000)
• [Publications] N.Horike,H.Takemori,Y.Nonaka,H.Sonobe,M.Okamoto: "Molecular cloning of NADPH-cytochrome P450 oxidoreductase from silkworm eggs : Its involvement in biosynthesis of 20-hydroxyecdysone during the embryonic development."Eur J Biochem. 267. 6914-6920 (2000)
• [Publications] M.Okamoto,H.Takemori: "Differentitation and zonation of the adrenal cortex."Current Opinion in Endocrinology & Diabetes. 7. 122-127 (2000)