トロンボポエチン/c-mpl系を介した増殖・分化・腫瘍化のシグナル伝達機構の解析

• 研究課題/領域番号: 10670949
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 血液内科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 松村 到 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (00294083)
• 研究分担者: 北山 等 大阪大学, 医学部・附属病院, 医員 ; 池田 弘和 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (10311755) ; 金倉 譲 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (20177489)
• 研究期間 (年度): 1998 – 1999
• 研究課題ステータス: 完了 (1999年度)
• 配分額: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 1999年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円); 1998年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: トロンボポエチン / 増殖 / 分化 / 巨核球 / 細胞周期 / サイクリンD1 / c-mpl / ras

研究概要

トロンボポエチン(TPO)は巨核球系細胞の増殖・分化において最も重要な役割を担う造血因子である。TPOはその受容体c-Mplと結合しSTATs、Ras、PI3-Kなどの細胞内シグナル伝達分子を活性化するが、TPOによる増殖・分化誘導機構における個々の分子の役割については明かではなかった。平成10年度の研究の結果、TPO、IL-3による増殖にはSTAT5とRasの両者が関与すること、巨核球への分化誘導にはTPO特異的に誘導される持続性のRasの活性化が重要であることを明らかにした。
本年度の研究では、STAT5とrasによる細胞増殖機構、巨核球の多倍体化機構を細胞周期制御の観点から解析した。
ヒトのIL-3依存性細胞株F-36PがIL-3依存性に増殖する際にdominant negative(dn)-STAT5、dn-Rasを発現させた場合と発現させなかった場合とで細胞周期制御分子の発現を比較した。その結果、dn-STAT5、dn-Rasを発現させた場合にはいずれの場合にもサイクリンD1の発現の低下が認められた。この結果に一致して、STAT5とrasは各々単独でまた両者は協調的にサイクリンD1遺伝子のプロモーターを活性化した。また、サイクリンD1を過剰発現させるとdn-STAT5、dn-Rasの増殖抑制効果は完全にキャンセルされた。以上よりSTAT5とRasは共にサイクリンD1の発現を介してIL-3による増殖を制御すると考えられた。
巨核球の多倍体化の際にはサイクリンD1、D2、D3の発現上昇とcdc2の活性低下が認められた。また、dn-cdc2をサイクリンD1、D2、D3のいずれかと共発現させるとTPO非存在下でも多倍体化が誘導された。この結果から、巨核球の多倍体化にはサイクリンD1、D2、D3のいずれかの発現上昇とcdc2の活性の低下の両者が重要であると考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Daino H.et al.: "Induction of apoptosis by extracellular ubiquitin in human hematopoietic cells: possible involvement of STAT3 degradation by proteasome pathway in interleukin 6-dependent hematopoietic cells"Blood. (in press).
• [文献書誌] Matsumura I.et al.: "Increased D-type cyclin expression together with decreased cdc2 activity confers megakaryocytic differentiation of a human thrombopoietin-dependent hematopoietic cell line"J.Biol.Chem. 275. 5553-5559 (2000)
• [文献書誌] Tanaka H.et al.: "GATA-1 blocks IL-6-induced macrophage differentiation and apoptosis through the sustained expression of cyclin D1 and bcl-2 in a murine myeloid cell line M1"Blood. 95. 1264-1273 (2000)
• [文献書誌] Matsumura I.et al.: "Transcriptional regulation of cyclin D1 promoter by STAT5: its involvement in cytokine-dependent growth of hematopoietic cells"EMBO J.. 18. 1367-1377 (1999)
• [文献書誌] Tsujimura T.et al.: "Activating mutation in the catalytic domain of c-kit elicits hematooietic transformation by receptor self-association not at the ligand-induced dimerization site"Blood. 93. 1319-1329 (1999)
• [文献書誌] Oritani K.et al.: "Both Stat3-activation and Stat3-independent BCL2 downregulation are important for interleukin-6-induced apoptosis of 1A9-M cells"Blood. 93. 1346-1354 (1999)
• [文献書誌] Matsumura,I.,et al: "Involvement of prolonged ras activation in thrombopoietin-induced megakaryocytic differentiation of a human factor-dependent hematopoietic cell line." Mol.Cell.Biol.18. 4282-4290 (1998)
• [文献書誌] Yokota,T.,et al: "Growth-supporting activies of fibronectin on hematopoietic stem/progenitor cells in vitro and in vivo:structural requirement for fibronectin activities of CSI and cell-binding domains." Blood. 91. 3263-3272 (1998)
• [文献書誌] Okajima,Y.,et al: "Insulin-Like growth factor-I augments erythropoietin-induced proliferation through enhanced tyrosine phosphorylation of STATS." J.Biol.Chem.273. 22877-22883 (1998)
• [文献書誌] Matsumura,I.,et al: "Transcriptional regulation of cyclin D1 promoter by STAT5:its involvement in cytokine-dependent growth of hematopoietic cells." EMBO J.18. 1367-1377 (1999)
• [文献書誌] Tsujimura,T.,et al: "Activating mutation in the catalytic domain of c-kit elicits hematopoietic transformation by receptor self-association not at the ligand-induced dimerization site." Blood. 93. 1319-1329 (1999)
• [文献書誌] Oritani,K.,et al: "Both Stat3-activation and Stat3-independent BCL2 downregulation are important for interleukin-6-induced apoptosis of 1A9-M cells." Blood. 93. 1346-1354 (1999)