プログラム細胞死を誘導する新規遺伝子DP5の機能解析

• 研究課題/領域番号: 10480219
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経化学・神経薬理学
• 研究機関: 福島県立医科大学
• 研究代表者: 和中 明生 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (90210989)
• 研究分担者: 森 徹自 福島県立医科大学, 医学部, 助手 (30285043) ; 横屋 幸彦 福島県立医科大学, 医学部, 助教授 (00045642) ; 清澤 秀孔 福島県立医科大学, 医学部, 助手 (30295422)
• 研究期間 (年度): 1998 – 2000
• 研究課題ステータス: 完了 (2000年度)
• 配分額: 13,900千円 (直接経費: 13,900千円); 2000年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 1999年度: 4,700千円 (直接経費: 4,700千円); 1998年度: 7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
• キーワード: Bcl-2ファミリー / DP5 / Harakiri / アポトーシス / 筋萎縮性側索硬化症 / プログラム細胞死 / 神経細胞 / 強制発現 / Yeast Two hybrid / Bcl-2 ファミリー / BH3 ドメイン / 脳虚血

研究概要

我々は神経細胞のアポトーシスモデルにおいて発現誘導される遺伝子としてDP5遺伝子を同定し、その構造機能を解析してきている。DP5はアミノ酸92個よりなる蛋白をコードし、その中央部にBcl-2ファミリーメンバー間で保存されているBH3ドメインを有する。DP5遺伝子は発生過程神経系に比較的限局して発現し、その局在は運動神経細胞や感覚神経節細胞などいわゆるプログラム細胞死を起こすことで知られている細胞群で、また時期も合った状態で局在していることが明らかとなった。また成熟神経系では発現自体はレベルが低いもののある特定の神経細胞に局在していた。マウスにおいて前脳虚血を作成し、その後の発現を検討したところ一過性に発現が上昇していた。次にDP5の構造的な特徴と細胞死誘導機能の相関を検討する目的で我々はDP5遺伝子を培養細胞に導入することを試みた。結果は明かにDP5を導入した細胞群で細胞死が誘導された。またその形態学的特徴はTUNEL染色陽性で核濃縮を伴うアポトーシスの特徴を示していた。ヒト筋萎縮性側索硬化症の剖検例2例において脊髄前角の運動神経細胞にDP5mRNAと蛋白の発現が観察された。脳虚血で死亡した症例の脊髄前角には同様な発現は観察されなかったため上記のDP5の発現は神経細胞の変性に何らかの役割を担っている可能性がある。BH3ドメインを有する蛋白はいずれも細胞死誘導効果があるが、最近これらの蛋白の細胞内局在が機能制御に重要な役割を担っていることが報告されている。DP5も他の蛋白と相互作用することにより細胞内局在を変化させている可能性を考え、Yeast Two Hybrid法を用いて検索を行った。3種類の陽性クローンが得られ、そのうちの一種類であるhnRNPは哺乳類細胞に共発現させた場合もDP5と相互作用することが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] Junko Takeda et al.: "Anti-tumor Immunity against CT26 Colon Tumor in Mice Immunized with Plasmid DNA Encoding beta-Galactosidase Fused to an Envelope Protein of Endogenous Retrovirus."Cellular Immunology. 204・1. 11-18 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Yoshihiro Tanno et al.: "Localization of huntingtin-interacting protein-2 (Hip-2) mRNA in the developing mouse brain."J Chem Neuroanat. 17・2. 99-107 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Yutaka Honma et al.: "Identification of a novel gene, OASIS, which encodes for a putative CREB/ATF family transcription factor in the long-term cultured astrocytes and gliotic tissue."Mol Brain Res. 69・1. 93-103 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Yutaka Honma et al.: "Eos : a novel member of the lkaros gene family expressed predominantly in the developing nervous system."FEBS Lett. 447・1. 76-80 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kazunori Imaizumi et al.: "The cell death-promoting gene DP5, which interacts with the BCL2 family, is induced during neuronal apoptosis following exposure to amyloid beta protein."J Biol Chem. 274・12. 7975-7981 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Ken-ya Kanazawa et al.: "Expression pattern of a novel death-promoting gene, DP5, in the developing murine nervous system."Mol Brain Res. 54・2. 316-320 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Takeda J Sato Y Kiyosawa H Mori T Yokoya S Irisawa A Miyata M Obara K Fujita T Suzuki T Kasukawa R Wanaka A: "Anti-tumor immunity against CT26 colon tumor in mice immunized with plasmid DNA encoding beta-galactosidase fused to an envelope protein of endogenous retrovirus."Cell Immunol. 204(1). 11-8 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Tanno Y Mori T Yokoya S Kanazawa K Honma Y Nikaido T Takeda J Tojo M Yamamoto T Wanaka A: "Localization of huntingtin-interacting protein-α (Hip-2) mRNA in the developing mouse brain."J Chem Neuroanat. 17(2). 99-107 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Tojo M Mori T Kiyosawa h Honma Y Tanno Y Kanazawa KY Yokoya S Kaneko F Wanaka A: "Expression of sonic hedgehog signal transducers, patched and smoothened, in human basal cell carcinoma."Pathol Int. 49(8). 687-94 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Honma Y Kanazawa K Mori T Tanno Y Tojo M Kiyosawa H Takeda J Nikaido T Tsukamoto T Yokoya S Wanaka A: "Identification of a novel gene, OASIS, which encodes for a putative CREB/ATF family transcription factor in the long-term cultured astrocytes and gliotic tissue."Mol Brain Res. 69(1). 93-103 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Honma Y Kiyosawa H Mori T Oguri A Nikaido T Kanazawa K Tojo M Takeda J Tanno Y Yokoya S Kawabata I Ikeda H Wanaka A: "Eos : a novel member of the Ikaros gene family expressed predominantly in the developing nervous system."FEBS Lett. 447(1). 76-80 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Imaizumi K Morihara T Mori Y Katayama T Tsuda M Furuyama T Wanaka A Takeda M Tohyama M: "The cell death-promoting gene DP5, which interacts with the BCL2 family, is induced during neuronal apoptosis following exposure to amyloid beta protein."J Biol Chem. 274(12). 7975-81 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kanazawa K Imaizumi K Mori T Honma Y Tojo M Tanno Y Yokoya S Niwa S Tohyama M Takagi T Wanaka A: "Expression pattern of a novel death-promoting gene, DP5, in the developing murine nervous system"Mol Brain Res. 54(2). 316-20 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Junko Takeda et al.: "Anti-tumor Immunity against CT26 Colon Tumor in Mice Immunized with Plasmid DNA Encoding beta-Calactosidase Fused to an Envelope Protein of Endogenous Retrovirus."Cellular Immunology. 204・1. 11-18 (2000)
• [文献書誌] Honma,Y.,Kiyosawa,H. et al: "Eos a novel member of the ikaros gene family expressed predominantly in the doveloping nervous system."FEBS lett.. 447. 76-80 (1999)
• [文献書誌] Imaizumi,K.,Morihara,T., et al.: "The Cell Death-promoting Gene DP5, Which Interacts with the BCL2 Family. Is Induced during Neuronal Apoptosis Following Exposure to Amyloid beta Protein."J Biol Chem. 274. 7975-7981 (1999)
• [文献書誌] Honma Y.,Kanazawa,T. et al: "Identification of a novel gene, OASIS, which encodes for a putative CREB/ATF family transcription factor in the long-term cultured astrocytes and gliotic tissue."Mol Brain Res.. 69. 93-103 (1999)
• [文献書誌] Tojo,M.T.Mori, et al: "Expression of patched, and smoothened genes in the basal cell carcinoma."Pathology International. 49. 687-694 (1999)
• [文献書誌] Tanno,Y.,T.Mori, et al.: "Localization of huntingtin-interacting protein (hip-2) mRNA in the developing mouse brain."J Chem Neuroanat.. 17. 99-107 (1999)
• [文献書誌] Kanazawa K.et al.: "Expression pattern of a novel death-promoting gene, DP5, in the developing murine nervous system." Mol.Brain Res.54. 316-320 (1998)
• [文献書誌] Kitanaka J.et al.: "Genomic organization and chromosomal location of a LIM/homeodomain gene, Lhx8." Genomics. 49. 307-309 (1998)
• [文献書誌] Matsumoto K.et al.: "Molecular cloning and distinct developmental expression pattern of spliced forms of a novel zinc finger gene wiz in the mouse cerebellum." Mol.Brain Res.61. 179-189 (1998)
• [文献書誌] Kiryu-Seo, S.et al.: "A sequence-specific splicing activator,tra2beta, is up-regulated in response to nerve injury." Mol Brain Res. 62. 220-223 (1998)
• [文献書誌] Imaizumi, K.et al.: "The Cell Death-promoting Gene DP5, Which Interacts with the BCL2 Family, Is Induced during Neuronal Apoptosis Following Exposure to Amyloid beta Protein." J Biol Chem. 274. 7975-7981 (1999)
• [文献書誌] Homma, Y.et al.: "Eos : a novel member of the ikaros gene family expressed predominantly in the developing nervous system." FEBS lett.in press. (1999)