RBタンパク質のリン酸化と分解を介した標的遺伝子選択的制御機構

• 研究課題/領域番号: 14033218
• 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: 浜松医科大学
• 研究代表者: 北川 雅敏 浜松医科大学, 医学部, 教授 (50294971)
• 研究分担者: 北川 恭子 浜松医科大学, 医学部, 助手 (20299605) ; 内田 千晴 浜松医科大学, 医学部, 助手 (60223567)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円); 2003年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円); 2002年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
• キーワード: ユビキチン / プロテアソーム / 癌抑制遺伝子産物 / 細胞周期 / RBタンパク質 / 癌

研究概要

[研究目的]
本研究では、癌抑制遺伝子産物の分解亢進による細胞悪性化機構の解明を目指す。特にRB経路を制御する癌抑制遺伝子産物RBタンパク質の細胞内での分解機構を明らかにする。さらに、これらの癌抑制遺伝子産物の分解実行因子の発現亢進や、分解亢進に伴い発現が変化する細胞悪性化や予後不良のキー遺伝子を解明することを目指す。
[方法と結果]
我々はRBタンパク質に結合するタンパク質に注目し、RBタンパク質をユビキチン化する活性を持つものをin vivoのユビキチン化アッセイで検索した。その結果p53のユビキチンリガーゼであるMdm2がRBタンパク質に結合し、ユビキチン化することを見出した。興味深いことにMdm2はRBファミリーの中でRBタンパク質だけを特異的にユビキチン化しp107やp130はしなかった。また、癌抑制遺伝子産物ARFはMdm2の活性を阻害し、RBタンパク質のユビキチン化を抑制した。細胞にMdm2を過剰発現するとRBタンパク質の分解速度が亢進した。プロテアソーム阻害剤やドミナントネガティブMdm2あるいはMdm2のsiRNAによってRBタンパク質の分解が阻害された。また、RBタンパク質はMdm2ノックアウ卜MEFで蓄積し、ARFノックアウトMEFで発現低下(分解亢進)していた。SaO2細胞を用いたRB経路の機能アッセイで、Mdm2によりRB経路が抑制されることが判明した。また、 RBタンパク質をユビキチン化できない変異型Mdm2はソフトアガーフロニー形成能が低下していた.さらにMdm2が高発現しているヒト癌検体において、RBの発現量が低く、Mdm2によりRBの分解亢進が細胞癌化に寄与していることが判明した。

研究成果

• [文献書誌] Katayama, K.et al.: "Cdk4/cyclin D1 kinase, a universal and critical regulator of apoptosis."Anticancer Res.. 23. 235-244 (2003)
• [文献書誌] Tahara, K.et al.: "ΔFosB but not FosB induces delayed apoptosis Independent of cell proliferation in the Rat1a embryo cell line."Cell Death and Diff.. 10. 496-507 (2003)
• [文献書誌] Inui, N.et al.: "High expression ofCks1 in human non-small cell lung carcinomas."Biochem.Biophys.Res.Commun. 303. 978-984 (2003)
• [文献書誌] Hayakawa, M.et al.: "Evidence that reactive oxygen species do not mediate NF-κB activation."EMBO J.. 22. 3356-3366 (2003)
• [文献書誌] Imaki, H.et al.: "Cell Cycle-dependent Regulation of the Skp2 Promoter by GA-binding Protein."Cancer Res.. 63. 4607-4613 (2003)
• [文献書誌] Natsume, H.et al.: "β-Catenin/Tcf-1-mediated transactivation of cyclin D1 promoter is negatively regulated by thyroid hormone."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 309. 408-413 (2003)
• [文献書誌] Togawa, A.et al.: "Ubiquitin-dependent degradation of Smad2 is increased in the glomeruli of rats with anti-thymocyte serum nephritis."Am.J.Pathol.. 163. 1645-1652 (2003)
• [文献書誌] Hattori, T.et al.: "Cks1 is degraded via the ubiquitin-proteasome pathway in a cell cycle-dependent manner."Genes to Cells. 8. 889-896 (2003)
• [文献書誌] Fukasawa, H.et al.: "Treatment with anti-TGF-ss antibody ameliorates progressive nephritis by inhibiting Smad/TGF-ss signaling."Kidney Int.. 65. 63-74 (2004)
• [文献書誌] 北川雅敏(分担執筆): "ポストゲノムの分子生物学「細胞周期メカニズムの解明に向けて」(村上康文 編)"化学同人社. 184 (2003)
• [文献書誌] Uchida, C. et al.: "The role of Sp1 and AP-2 in basal and protein kinase A-induced expression of mitochondrial serine : pyruvate aminotransferase in hepatocytes"Journal of Biological Chemistry. 277. 39082-39092 (2002)
• [文献書誌] Mizuno, T. et al.: "Analyses in transfected cells and in vitro of a putative peroxisomal targeting signal of rat liver serine : pyruvate aminotransferase"Hitochem. Cell Biol.. 118. 321-328 (2002)
• [文献書誌] Matsumoto A. et al.: "Bisphenol a levels in human urine"Environ. Health Perspect.. 111. 101-104 (2003)
• [文献書誌] Katayama, K. et al.: "Cdk4/Cyclin D1 kinase, a universal and critical regulator of apoptosis"Anticancer Res.. 23. 235-244 (2003)
• [文献書誌] Inui, N. et al.: "High expression of Cks1 in human non-small cell lung carcinomas"Biochem. Biophys. Research. Communication. 303. 973-984 (2003)
• [文献書誌] Isse, T. et al.: "Diminished alcohol preference in transgenic mice lacking aldehyde dehydrogenase activity"Pharmacogenetics. 12. 621-626 (2002)