サイトカインによる造血細胞の増殖制御機構

• 研究課題/領域番号: 07273213
• 研究種目: 重点領域研究
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 宮島 篤 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 教授 (50135232)
• 研究分担者: 木下 大成 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助手 ; 原 孝彦 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助教授 (80280949) ; 若尾 宏 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助手 (10280950)
• 研究期間 (年度): 1995 – 1997
• 研究課題ステータス: 完了 (1997年度)
• 配分額: 36,000千円 (直接経費: 36,000千円); 1997年度: 12,000千円 (直接経費: 12,000千円); 1996年度: 12,000千円 (直接経費: 12,000千円); 1995年度: 12,000千円 (直接経費: 12,000千円)
• キーワード: サイトカイン / 造血因子 / RAS / アポトーシス / Caspase / シグナル伝達 / サイトカイン受容体 / 細胞増殖 / 細胞死 / Ras / キナーゼ / 遺伝子発現

研究概要

サイトカイン依存性の造血細胞はその生存および増殖がサイトカインの存在に強く依存するため、サイトカインによる増殖シグナルの解析に適している。我々はすでにサイトカインによる造血細胞の増殖にはDNA複製に必要なシグナルと細胞死抑制のシグナルの両者が必要であること及びRASの活性化により細胞死が抑制されることを示した。活性化型Rasのeffector domainに変異を導入した部分活性化型Rasの発現によりRasはRaf/Mapキナーゼ系とPI3キナーゼ系を活性化し、それぞれが細胞死の抑制に作用することを明らかにした。
さらに、サイトカイン除去に伴う細胞死の分子機構は不明であったので、Caspaseが関与する可能性を検討した。その結果、IL-3除去に伴いCaspase-3の活性が上昇すること及びCaspase-3阻害剤が細胞死を抑制することから、サイトカイン除去による細胞死にもFas刺激などと同様にCaspase活性化シシテムが働いていることが示された。しかし、興味深いことにCaspase-3阻害剤で細胞死を止めても、もはや細胞はIL-3に応答して増殖することができないことから、Caspase-3の活性化と細胞死へのコミットメントとは必ずしも同じではないことが明かとなり、細胞死へのコミットメントの実体は何かという新たな問題を提起した。

研究成果

• [文献書誌] Kinoshita,T.et al.: "Raf/MAPK-and rapamycin-sensitive pathways mediate the anti-apoptotic function of p21Ras in IL-3 dependent hematopoietic cells." Oncogene. 15. 619-627 (1997)
• [文献書誌] Ohta,T.et al.: "Requirement of the caspase-3/CPP32 protease cascade for apoptotic death following cytokine deprivation in hematopoietic cells." J.Biol.Chem.272. 23111-23116 (1997)
• [文献書誌] Ichihara,M.et al.: "Oncostatin M and leukemia inhibitory factor do not utilize the same functional receptor in mice." Blood. 90. 165-173 (1997)
• [文献書誌] Wakao H.et al.: "A possible involvement of STAT5 in erythropoietin-induced hemoglobin synthesis." Biochem.Biophys.Res.Commun.234. 198-205 (1997)
• [文献書誌] Mukouyama,Y.et al.: "In vitoro expansion of murine hematopoietic progenitors derived from the embryonic aorta gonad mesonephros region." Immunity. 8. 105-114 (1998)
• [文献書誌] Furusawa,T.et al.: "Integrin-associated protein (IAP,also termed CD47) is involved in stroma-supported erythropoiesis." J.Biochem.123. 101-106 (1998)
• [文献書誌] Nishinakamura et al.: "Hematopoiesis in mice lacking the entire granulocyte macrophage colony stimulating factor/interleukin 3/interleukin 5 function" Blood. 88. 2458-2464 (1996)
• [文献書誌] Mui et al.: "Suppression of interleukin-3-induced gene expression by a C-terminal truncated Stat5:role of Stat5 in proliferation" EMBO J.15. 2425-2433 (1996)
• [文献書誌] Onishi et al.: "Identification of an oncogenic form of the TPO receptor using retrovirus-mediated gene transter" Blood. 88. 1399-1406 (1996)
• [文献書誌] O'Farrell et al.: "Signaling pathways activated in a unique mast cell line where IL-3 supports survival and stem cell factor is required for a proliferative response" Blood. 87. 3655-3668 (1996)
• [文献書誌] Yoshimura et al.: "Mouse Oncostatin M:an immediate early gene induced by multiple cytokines through the JAK-STAT5 pathway" EMBO J.15. 1055-1063 (1996)
• [文献書誌] Muto et al.: "The β subunit of human GM-CSF receptor forms a homodimer and is activated via association with the α subunit" J.Exp.Med.183. 1911-1966 (1996)
• [文献書誌] Yoshimura,A: "A novel cytokine-inducible gene encodes an SH2-containing protein that binds to the tyrosine phosphorylated interleukin-3 and erythropoietin receptors" EMBO J.14. 2816-2826 (1995)
• [文献書誌] Mui,A.L-F: "Interleukin-3,granulocyte-macrophage colony stimulating factor,and interleukin-5 transduce signals through two STAT5 homologues." EMBO J.14. 1166-1175 (1995)
• [文献書誌] Nishinakamura,R: "Mice deficient for the IL-3/GM-CSF/IL-5 βc recepor exhibit lung pathology and impaired immune response,while βIL3 receptor-deficient mice are normal" Immunity. 2. 211-222 (1995)
• [文献書誌] Hara,T: "Interleukin-3(IL-3)nonresponder inbred mouse strains carry the identical deletion of a branch point in the the IL-3 receptor α subunit gene." Blood. 85. 2331-2336 (1995)
• [文献書誌] Wakao,H: "Interleukin-2 and erythropoietin activate STAT5 via distinct pathways." EMBO J.14. 2527-2535 (1995)
• [文献書誌] Ho,A.S.Y: "Functional regions of the mouse interleukin 10 receptor cytoplasmic domain." Mol.Cell.Biol.15. 5043-5053 (1995)
• [文献書誌] Mui,A.L-F: "Interleukin-3,granulocyte-macrophage colony stimulating factor,and interleukin 5 transduce signals through two forms of STAT5." J.Leukocyte Biology.57. 799-803 (1995)
• [文献書誌] Kinoshita,T: "Suppression of apoptotic death in hematopoietic cells by signaling through the IL-3 and GM-CSF receptors." EMBO.J.14. 266-275 (1995)
• [文献書誌] Ichihara,M: "mpaired interleukin3(IL-3)response of the A/J mouse is caused by a branch point deletion in the IL-3 receptor α subunit gene" EMBO.J.14. 939-950 (1995)
• [文献書誌] Miyajima,I: "The murine interleukin-3 receptor α subunit gene:chromosomal localization,genomic structure and promoter function." Blood.85. 1246-1253 (1995)
• [文献書誌] Takagi,M: "Multi-colony stimulating activity of interleukin-5(IL-5)on hematopoietic progenitors from transgenic mouse that express IL-5 receptor α subunit consititutively" J.Exp.Med.181. 889-899 (1995)
• [文献書誌] Kinoshita T: "Regulation of Bcl-2 expression by oncogenic Ras protein in hematopoietic cells" Oncogene. 10. 2207-2212 (1995)
• [文献書誌] Copeland N.G: "Distribution of the mammalian Stat gene family in mouse chromosomes." Genomics. 29. 225-228 (1995)
• [文献書誌] Hara,T: "Molecular cloning and functional characterization of a novel member of the C-C chemokine family" J.Immunol.155. 5352-5358 (1995)
• [文献書誌] Damen,J.E: "Tyrosine 343 in the erythropoietin receptor positively regulates erythropoietininduced cell proliferation and STAT5 activation." EMBO J.14. 5557-5568 (1995)
• [文献書誌] Kitamura T: "Efficient screening of retroviral cDNA expression libraries" Proc.Natl.Acad.Sci.USA.92. 9146-9150 (1995)