負の増殖シグナルの異常と細胞増殖制御の破綻

• 研究課題/領域番号: 12215154
• 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: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 澁谷 浩司 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (30261324)
• 研究分担者: 漆山 誠一 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (30334428) ; 白壁 恭子 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (00345315) ; 加藤 順也 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (00273839) ; 松尾 律子 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (00126260)
• 研究期間 (年度): 2000 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 115,400千円 (直接経費: 115,400千円); 2004年度: 28,200千円 (直接経費: 28,200千円); 2003年度: 28,200千円 (直接経費: 28,200千円); 2002年度: 15,000千円 (直接経費: 15,000千円); 2001年度: 26,000千円 (直接経費: 26,000千円); 2000年度: 18,000千円 (直接経費: 18,000千円)
• キーワード: TGF-βシグナル / MAFbx / Atrogin1 / E3リガーゼ / MFB-1 / DAF7シグナル / DAF2 / DAF-c / F-boxタンパク / Wntシグナル / NLK / TAK1 / STAT3 / 中胚葉誘導 / Wnt / β-catenin / アフリカツメガエル / 神経形成 / Otx-2 / sox11 / Chordin / TGF-β / BRAM / BIP / 線虫 / BRA-1, 2 / daf / Jab1 / p27 / Smad4 / オーガナイザー形成 / Xtwn / signalosome / CDKインヒビター

研究概要

本研究ではがん発生過程に関わるTGF-βおよびWntシグナル分子の制御機能を解明するため、TGF-βおよびWntシグナルに関与する分子に相互作用する分子を単離し、研究を進めた。MAFbx/Atrogin1は筋萎縮に関与するユビキチンE3リガーゼである。我々はMAFbx/Atrogin1とTGF-βシグナルの関係を明らかにするため、その線虫相同遺伝子MFB-1を用いて遺伝学的機能解析を行った。MFB-1の生体内における機能を解析するため線虫mfb-1変異株を分離した。この変異体は単独では顕著な異常を示さなかったが、DAF-7経路においてシグナルを制御する遺伝子の変異体と二重変異にした際に、それらの変異体が単独で示す恒常的dauer形成(Daf-c)を顕著に増強させる表現型を示した。これに対して、dauer形成を制御するもう一つの経路として知られるDAF-2/インシュリン受容体様シグナル伝達経路におけるDAF-2変異体との二重変異では、そのDaf-c表現型に変化は見られなかった。逆にDAF-7経路のDaf-c変異体内でmfb-1遺伝子を過剰発現させた場合には、表現型を部分的に抑制できることも確認できた。また、DAF-7経路の変異体との二重変異で見られたDaf-cの増強は二重変異株へのmfb-1 cDNAの導入により、完全にレスキューされた。さらに、MFB-1におけるF-boxドメインを欠失させたmfb-1 cDNAについてレスキュー能を調べたところ、このcDNAはDAF-7経路の変異体との二重変異で見られるDaf-cの増強をレスキューできなかった。これはMFB-1のF-boxドメインが、機能上必須であることを示唆している。F-boxドメインはF-boxタンパク質がSCF複合体を形成する上で重要な領域と考えられており、MFB-1もユビキチンリガーゼとして機能していると考えられる。これらの結果からMFB-1は、遺伝学的にDAF-7経路のシグナルを正に制御し、線虫のdauer形成を抑制していることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Role of the TAK1-NLK-STAT3 pathway in TGF-β-mediated mesoderm induction. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ohkawara et al.
  • 雑誌名: Genes & Development 18 ページ: 381-386
• [雑誌論文] MFB-1, an F-box-type ubiquitin ligase, regulates TGF-β signaling. (2004)
  • 著者名/発表者名: Aoyama et al.
  • 雑誌名: Genes to Cells 9 ページ: 1093-1101
• [雑誌論文] Manipulation of alternative splicing by a newly developed inhibitor of Clks. (2004)
  • 著者名/発表者名: Muraki et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 24246-24254
• [文献書誌] Ohkawara et al.: "Role of the TAK1-NLK-STAT3 pathway in TGF-β-mediated mesoderm induction."Genes & Development. 18(in press). (2004)
• [文献書誌] Ishitani et al.: "The TAK1l-NLK Mitogen-Activated Protein Kinase Cascade Functions in the Wnt-5a/Ca2+ Pathway To Antagonize Wnt/β-Catenin Signaling."Mol.Cell.Biol.. 23. 131-139 (2003)
• [文献書誌] Suzawa et al.: "Cytokines suppress adipogenesis and PPAR-γ function through the TAK1/TAB1/NIK cascade."Nature Cell Biol.. 5. 224-230 (2003)
• [文献書誌] Oishi et al.: "The receptor tyrosine kinase Ror2 is involved in non-canonical Wnt5 a/JNK signaling pathway."Genes to Cells. 8. 645-654 (2003)
• [文献書誌] Yamada et al.: "Negative regulation of Wnt signalling by HMG2L1, a novel NLK-binding protein."Genes to Cells. 8. 677-684 (2003)
• [文献書誌] Ishitani et al.: "Role of the TAB2-related protein TAB3 in IL-1 and TNF signaling."EMBO J.. 22. 6277-6288 (2003)
• [文献書誌] Hyodo-Miura, J., Urushiyama, S., Nagai, S., Nishita, M.et al.: "Involvement of NLK and Sox11 in neural induction in Xenopus development"Genes Cells. 7. 487-496 (2002)
• [文献書誌] Komatsu, Y., Shibuya, H., Takeda, N.et al.: "Targeted disruption of the Tab1 gene causes embryonic lethality and defects in cardiovascular and lung morphogenesis"Mech. Dev.. 119. 239-249 (2002)
• [文献書誌] Ishitani, T., Kishida, S., Hyodo-Miura, J.et al.: "The TAK1-NLK Mitogen-Activated Protein Kinase Cascade Functions in the Wnt-5a/Ca2+ Pathway To Antagonize Wnt/β-Catenin Signaling"Mol Cell Biol.. 23. 131-139 (2003)
• [文献書誌] Suzawa, M., Takada, I., Yanagisawa, J.et al.: "Cytokines suppress adipogenesis and PPAR-γ function through the TAK1/TAB1/NIK cascade"Nat. Cell Biol.. (in press). (2003)
• [文献書誌] Masuda, Y. et al.: "Dixin, a novel protein that binds Dlx5 and regulates its transcriptional function"J.Biol.Chem.. 276. 5331-5338 (2001)
• [文献書誌] Ohnishi, J. et al.: "Cloning and characterization of a rat ortholog of MMP-23 (Matrix metalloproteinase-23), a unique type of membrane-anchored matrix metalloproteinase and conditioned switching of its expression during the ovarian follicular development"Mol.Endocrinol.. 15. 747-764 (2001)
• [文献書誌] Morita, K. et al.: "A DAF-1-binding protein BRA-1 is a negative regulator of DAF-7 TGF-β signaling"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 98. 6284-6588 (2001)
• [文献書誌] Sugawara, K. et al.: "BIP, a BRAM-interacting protein involved in TGF-β signaling, regulates body length in C. elegans"Genes Cells. 6. 599-606 (2001)
• [文献書誌] Tomoda, K. et al.: "The cytoplasmic shuttling and subsequent degradation of p27Kip1 mediated by Jab1/CSN5 and the COP9 signalosome complex"J.Biol.Chem.. 277. 2302-2310 (2002)
• [文献書誌] Hyodo-Miura, J. et al.: "Involvement of NLK and Sox11 in neural induction in Xenopus development"Genes Cells. (In press). (2002)
• [文献書誌] Nishita,M. et al.: "Smad8B, a Smad8 splice variant lacking the SSXS site that inhibits Smad8-mediated signaling."Nature. 403. 781-785 (2000)
• [文献書誌] Takatsu,Y. et al.: "TAK1 participates in c-Jun N-terminal kinase signaling during Drosophila development."Mol.Cell.Bid.. 20. 3015-3026 (2000)
• [文献書誌] Takaesu,G. et al.: "TAB2, a novel adaptor protein, mediates activation of TAK1 MAPKKK by linking TAK1 to TRAF6 in the IL-1 signal trunsduction pathway."Mol.Cell. 5. 649-658 (2000)
• [文献書誌] Kimura,N. et al.: "BMP2-induced apoptosis is mediated by activation of TAK1-p38 kinase pathway that is negatively regulated by Smad6."J.Biol.Chem.. 275. 17647-17652 (2000)
• [文献書誌] Tago,K. et al.: "Inihibition of Wntsignaling by ICAT, a novel β-catenin-interacting protein."Genes Dev.. 14. 1741-1749 (2000)
• [文献書誌] Hanafusa,H. et al.: "The TGF-β family member derriere is involved in regulation of the establishment of left-right asymmetry."EMBO Rep.. 1. 32-39 (2000)