G蛋白質共役型及びFc受容体を介したマスト細胞のシグナル伝達機構

• 研究課題/領域番号: 12139204
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 仁科 博史 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教授 (60212122)
• 研究分担者: 荒木 保弘 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助手 (60345254) ; 星野 真一 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 講師 (40219168) ; 堅田 利明 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (10088859) ; 紺谷 圏二 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助手 (30302615)
• 研究期間 (年度): 2000 – 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 29,000千円 (直接経費: 29,000千円); 2003年度: 9,400千円 (直接経費: 9,400千円); 2002年度: 9,400千円 (直接経費: 9,400千円); 2001年度: 10,200千円 (直接経費: 10,200千円)
• キーワード: マスト細胞 / ES細胞 / MAPキナーゼ / JNK / SEK1 / MKK7 / IgE受容体 / 顆粒放出 / インターロイキン3 / 幹細胞増殖因子

研究概要

マスト細胞上に存在するIgE受容体(FcεRI)の刺激は、主にサイトカイン遺伝子の発現とヒスタミンやセロトニンを含む細胞内顆粒の放出を介して、アレルギーや炎症反応に深く寄与している。これら2種の生理応答に関わる細胞内のシグナル伝達系として、それぞれPI3-キナーゼの活性化と細胞内Ca^<2+>の上昇が重要視されているが、MAPキナーゼ系の役割については未だに不明な点が多い。申請者らは、これらシグナル系の生理的な役割を明らかにする目的でノックアウトマウスの作出や特異的な阻害剤を用いた解析を行っている。本年度の成果として、我々は先ずストレス応答性のMAPキナーゼであるSAPK/JNKの活性化機構を検討した。その結果、SAPK/JNKの活性化にはSEK1とMKK7の2種類の活性化因子が協調的に働いていることを明らかにした(J.Biol.Chem. 278;16595-16601,2003)。また、同じく免疫担当細胞の一つである好中球のFcγ受容体やfMLP受容体による活性酸素産生において、ERKがアダプター分子のGab2を直接リン酸化すること,その結果PI3キナーゼの活性化が促進されるという興味深い知見を見い出した(J.Immunol.171;4227-4234,2003)。次に我々は、MAPキナーゼ系の阻害剤を用いてマスト細胞の生理機能に及ぼす影響を検討した。その結果、SAPK/JNK阻害薬のSP600125によってFcεRI刺激によるサイトカイン遺伝子発現も顆粒放出も顕著に抑制されることを見い出した。しかしながら、この薬剤による抑制効果はSAPK/JNK阻害によるものでないことを、SAPK/JNK活性化の時間経過やMKK7欠損マスト細胞を用いて明らかにしている。現在までに、SP600125の作用点はPI3-キナーゼより上流に位置する分子であることを見い出しており、この作用点の解明から、サイトカイン遺伝子発現や顆粒放出に必須の役割を果たす分子の解明を目指している。

研究成果

• [文献書誌] Kishimoto H, Nakagawa K, Watanabe T, -, -, -, -, -, -, -, -, Nishina H, Katada T: "Different properties of SEK1 and MKK7 in dual phosphorylation of stress-induced activated protein kinase SAPK/JNK in embryonic stem cells"J.Biol.Chem.. 278. 16595-16601 (2003)
• [文献書誌] Momose H, Kurosu H, Tsujimoto N, Kontani K, Tsujita K, Nishina H, Katada T.: "Dual phosphorylation of PI3-kinase adaptor Gab2 is responsible for O_2^- formation synergistically stimulated by Fcgamma and fMLPreceptors in differentiated THP-1 cells"J.Immunol.. 171. 4227-4234 (2003)
• [文献書誌] Terai S, Sakaida I, Yamamoto-, -, -, Katada T, -, -, Nishina H, Okita K.: "An in vivo model for monitoring trans-differentiation of bone marrow cells into functional hepatocytes"J.Biochem.(Tokyo). 134. 551-558 (2003)
• [文献書誌] Nishitai G, Shimizu N, Negishi T, -, -, -, -, -, -, -, Nishina H, Katada T: "Stress induces mitochondria-mediated apoptosis independent of SAPK/JNK activation in embryonic stem cells"J.Biol.Chem.. 279. 1621-1626 (2004)
• [文献書誌] Nishina H, Nakagawa K, Azuma N, Katada T.: "Activation Mechanism and Physiological Roles of Stress-Activated Protein Kinase/c-Jun NH_2-Terminal Kinase in Mammalian Cells"J.Biol.Regul.Homeost.Agents.. (in press). (2003)
• [文献書誌] 仁科 博史, 渡辺 智美, 大畑 慎也, 浅香 聡, 堅田 利明: "初期肝形成時のシグナル伝達機構"肝胆膵. 46. 295-302 (2003)
• [文献書誌] D.Kitagawa, S.Tanemura, S.Ohata, N.Shimizu, J.Seo, G.Nishitai, et al.: "Activation of extracellular signal-regulated kinase by ultraviolet is mediated through Src-dependent epidermal growth factor receptor phosphorylation"J. Biol. Chem.. 277. 366-371 (2002)
• [文献書誌] T.Watanabe, K.Nakagawa, S.Ohata, D.Kitagawa, G.Nishitai, et al.: "SEK1/MKK4-mediated SAPK/JNK signaling participates in embryonic hepatoblast proliferation via a pathway different from NF-kappaB-induced anti-apoptosis"Dev. Biol.. 15. 332-347 (2002)
• [文献書誌] K.Kontani, M.Tada, T.Ogawa, T.Okai, K.Saito, Y.Araki, T.Katada: "Di-Ras : A distinct subgroup of Ras-family GTPases with unique biochemical properties"J. Biol. Chem.. 277. 41070-41078 (2002)
• [文献書誌] K.Saito, J.Murai, H.Kajiho, K.Kontani, H.Kurosu, T.Katada: "A novel binding protein composed of homophilic tetramer exhibits unique properties for the small GTPase Rab5"J. Biol. Chem.. 277. 3412-3418 (2002)
• [文献書誌] Yamamoto, T.Miyazaki, Y.Kadono, H.Takayanagi, et al.: "Possible Involvement of IκB Kinase 2 and MKK7 in Osteoclastogenesis Induced by Receptor Activator of Nuclear factor κB Ligand"J. Bone Miner. Res.. 17. 612-621 (2002)
• [文献書誌] H.Takayanagi, S.Kim, T.Koga, H.Nishina, et al.: "Induction and Activation of the Transcription Factor NFATc1 (NFAT2) Integrate RANKL Signaling"Dev. Cell. 3. 889-901 (2002)
• [文献書誌] T.Wada, K.Nakagawa, G.Nishitai, J.Seo, H.Kishimoto, et al.: "Impaired synergistic activation of stress-activated protein kinase SAPK/JNK in ES cells lacking SEK1/MKK4"J. Biol. Chem.. 276. 30892-30897 (2001)
• [文献書誌] T.Sasaki, T.Wada, H.Kishimoto, J.Irie-Sasaki, G.Matsumoto, T.Goto, et al.: "The stress kinase MKK7 is a negative regulator of antigen receptor and growth factor receptor induced proliferation in hematopoietic cells"J. Exp. Med.. 17. 757-768 (2001)
• [文献書誌] D.Kitagawa, S.Tanemura, S.Ohata, N.Shimizu, J.Seo, G.Nishitai, et al.: "Activation of extracellular signal-regulated kinase by ultraviolet is mediated through Src-dependent epidermal growth factor receptor phosphorylation : Its implication in an anti-apoptotic function"J. Biol. Chem.. 277. 366-371 (2002)
• [文献書誌] H.Kurosu, T.Katada: "Association of phosphatidylinositol 3-kinase composed of p110β-catalytic and p85-regulatory subunits with the small GTPase Rab5"J. Biochem.. 130. 73-78 (2001)
• [文献書誌] K.Saito, J.Mural, H.Kajiho, K.Kontani, H.Kurosu, T.Katada: "A novel binding protein composed of homophilic tetramer exhibits unique properties for the small GTPase Rab5"J. Biol. Chem.. 277(in press). (2002)
• [文献書誌] H.Yoshida, S.Hamano, G.Senaldi, T.Covey, R.Faggioni, S.Mu, M.Xia, et al.: "WSX-1 is required for the initiation of Th1 responses and resistance to L. major infection"Immunity. 15. 569-578 (2001)
• [文献書誌] K.Bachmaier, et al.: "Negative regulation of lymphocyte activation and autoimmunity by the molecular adaptor Cbl-b."Nature. 403. 211-216 (2000)
• [文献書誌] T.Katada, et al.: "Enzymatic and Signal Transduction Properties of CD38/NADase and PC-1/Phosphodiesterase."Chem.Immunol.. 75. 60-78 (2000)