MAPキナーゼ及びカスパーゼを介したエリスロポエチンの抗アポトーシスシグナル解析

• 研究課題/領域番号: 14570993
• 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: 自治医科大学
• 研究代表者: 森 政樹 自治医科大学, 医学部, 講師 (00337346)
• 研究分担者: 小松 則夫 自治医科大学, 医学部, 助教授 (50186798)
• 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: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 2003年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円); 2002年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
• キーワード: エリスロポエチン / アポトーシス / MAPキナーゼ / カスパーゼ / Bcl-xL / MAPキナゼ

研究概要

赤芽球系前駆細胞の増殖と分化を調節する最も重要なサイトカインであるEPOの作用機序について,特にアポトーシス制御を中心に,EPO依存性ヒト白血病細胞株UT-7/EPO及びヒト胎児血由来CD34陽性造血幹細胞から分化させた赤芽球系前駆細胞を用いて検討し,以下の新知見(A)(B)を得た.
(A)EPO存在下のMAPキナーゼ経路は,Bcl-xLのメッセージレベルでの調節と下流のカスパーゼ経路抑制によるBcl-xLの蛋白レベルでの調節の二重の経路で抗アポトーシス作用を発揮する.
1.EPO依存性ヒト白血病細胞株UT-7/EPOは,EPO除去後時間依存性アポトーシスが誘導された.
2.同アポトーシスでは,Bcl-xL蛋白の発現低下及びカスパーゼ3,6,8の活性化が観察された.
3.同アポトーシスは汎カスパーゼ阻害剤VAD添加で抑制され,カスパーゼ経路依存性である.
4.EPO添加条件下でもMEK1/2阻害剤U0126前処置にて約40%の細胞にアポトーシスが誘導されるが,同アポトーシスはVAD前処理にて阻止され,蛋白レベルでのBcl-XLの発現は増加した.
5.ヒト胎児血からCD34陽性造血幹細胞を回収し,純化した赤芽球系前駆細胞を用いた同様の実験でも,U0126によるERK1/2の活性化阻害で40%以上の細胞にアポトーシスが誘導されるが,VAD前処理にてこれが阻止され,蛋白レベルでのBcl-XLの発現は増加した.
(B)EPOが調節するアポトーシスに対して,赤芽球系前駆細胞は細胞周期,特にG0/G1アレストの調節機構により抗アポトーシス作用を発揮する.
6.MEK1/2阻害により誘導されるアポトーシスがカスパーゼ阻害剤VAD前処理で抑制される時に,G0/G1期の細胞の割合は35%から67%へと増加し,細胞周期調節蛋白p27/Kip1の発現も増加した.
以上より,EPOは複数のシグナル伝達経路を有することで,赤血球系造血の増殖,分化を巧妙に調節しているものと結論した.

研究成果

• [文献書誌] Muroi, K: "Analysis of hematopoietic progenitors in bone marrow from patients with peripheral artery disease"Leuk Res. (in press). (2004)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Komatsu, N: "A member of Forkhead transcription factor FKHRL1 is a downstream effector of STI571-induced cell cycle arrest in BCR-ABL expressing cells"J Biol Chem. 278. 6411-6419 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Muri, M: "Activation of extracellular signal-regulated kinases ERK1 and ERK2 induces Bcl-xL up-regulation via inhibition of caspase activities in erythropoietin signaling"J Cell Physiol. 195. 290-297 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Shigeta, K: "In vitro platelet activation by an Echo contrast agent"J Ultrasound Med. 22. 365-373 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Mishima, Y: "Leukemic cell-surface CD13/aminopeptidase N and resistance to apoptosis mediated by endothelial cells"J Natl Cancer Inst. 94. 1020-1028 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Mishima, Y: "New human myelodysplastic cell line, TER-3 : G-CSF specific downregulation of Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase IV"J Cell Physiol. 191. 183-190 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Muroi K, Kawano-Yamamoto C, Nagashima T, Mori M, Matsui K, Murakami Y, Ikeda U, Ozawa K.: "Analysis of hematopoietic progenitors in bone marrow from patients with peripheral artery disease."Leuk Res. (in press). (2004)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Komatsu N, Watanabe T, Uchida M, Mori M, Kirito T, Kikuchi S, Liu Q, Tauchi T, Miyazawa K, Endo H, Nagai T, Ozawa K.: "A member of forkhead transcription factor FKHRLI is a downstream effector of ST1571-induced cell cycle arrest in BCR-ABL expressing cells."J Biol Chem. 278(8). 6411-6419 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Mori M, Uchida M, Watanabe T, Kirito K, Hatake K, Ozawa K, Komatsu N.: "Activation of extracellular signal-regulated kinases ERKI and ERK2 induces Bcl-xL up-regulation via inhibition of caspase activities in erythropoietin signaling."J Ultrasound Med. 195. 290-297 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Shigeta K, Taniguchi N, Omoto K, Madoiwa S, Sakata Y, Mori M, Hatake K, Itoh K.: "In vitro platelet activation by an Echo contrast agent."J Ultrasound Med. 22. 365-373 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Mishima Y, Matsumoto-Mishima Y, Terui Y, Katsuyama M, Yamada M, Mori M, Ishizaka Y Ikeda K, Watanabe J, Mizunuma N, Hayasawa H, Hatake K.: "Leukemic cell-surface CD13/aminopeptidase N and resistance to apoptosis mediated by endothelial cells."J Natl Cancer Inst.. 94(13). 1020-1028 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Mishima Y, Terui Y, Mishima Y, Katsuyama M, Mori M, Tomizuka H, Takizawa T, Miyazato A, Ueda M, Yamada M, Hayasawa H, Mizunuma N, Ishizaka Y, Ikeda K, Kato T, Ozawa K, Hatake K.: "New human myelodysplastic cell line, TER-3 : G-CSF specific downregulation of Ca^<2+>/protein kinase IV."J Cell Physiol.. 191. 183-190 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Muroi, K: "Analysis of hematopoietic progenitors in bone marrow from patients with peripheral artery disease"Leuk Res. (in press). (2004)
• [文献書誌] Komatsu, N: "A member of Forkhead transcription factor FKHRL1 is a downstream effector of STI571-induced cell cycle arrest in BCR-ABL expressing cells"J Biol Chem. 278. 6411-6419 (2003)
• [文献書誌] Mori, M: "Activation of extracellular signal-regulated kinases ERK1 and ERK2 induces Bcl-xL up-regulation via inhibition of caspase activities in erythropoietin signaling"J Cell Physiol. 195. 290-297 (2003)
• [文献書誌] Shigeta, K: "In vitro platelet activation by an Echo contrast agent"J Ultrasound Med. 22. 365-373 (2003)
• [文献書誌] Mishima, Y: "Leukemic cell-surface CD13/aminopeptidase N and resistance to apoptosis mediated by endothelial cells"J Natl Cancer Inst. 94. 1020-1028 (2002)
• [文献書誌] Mishima, Y: "New human myelodysplastic cell line, TER-3: G-CSF specific downregulation of Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase IV"J Cell Physiol. 191. 183-190 (2002)
• [文献書誌] Komatsu, N: "A member of Forkhead transcription factor FKHRL1 is a downstream effector of ST1571 induced cell cycle arrest in BCR-ABL expressing cells"J Biol Chem. 278. 6411-6419 (2003)
• [文献書誌] Mori, M: "Activation of extracellular signal-regulated kinaze ERK1 and ERK2 induces bcl-xl up-regulation via inhibition of caspase activities in erythropoietin signaling"J Cell Physiol. (in press). (2003)
• [文献書誌] Mishima, Y: "Leukemic cell-surface CD13/aminopeptidase N and resistance to apoptosis mediated by endothelial cells"J Natl Cancer lnst. 94. 1020-1028 (2002)
• [文献書誌] Mishima, Y: "New human myelodysplastic cell line, TER-3 : G-CSF specific downregulation of Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase IV"J Cell Physiol. 191. 183-190 (2002)