JNK経路による細胞死誘導メカニズムの解析

• 研究課題/領域番号: 14704068
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 細胞生物学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 後藤 由季子 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助教授 (70252525)
• 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: 28,600千円 (直接経費: 22,000千円、間接経費: 6,600千円); 2003年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円); 2002年度: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
• キーワード: JNK / 細胞死 / Bax / ミトコンドリア

研究概要

前年度は細胞死誘導型Bcl-2ファミリーメンバーのBaxに焦点を当ててJNKの機能を調べたが、本年度はBH3 onlyサブタイプの細胞死誘導型Bcl-2ファミリーメンバーのBadに注目してJNKの機能を検討した.Badはこれまでに、神経栄養因子等の生存促進シグナル存在下で活性化するAktにより直接にリン酸化を受け、このリン酸化依存的に14-3-3タンパク質に結合することで不活性化する事が知られている.我々は細胞死シグナルによって活性化したJNKが14-3-3のSer185をリン酸化することを見いだしたので、このリン酸化によって14-3-3とBadの結合に影響が及ぼされるかを検討した.活性型JNKを細胞に発現した場合、あるいはJNKの活性化するストレス刺激(アニソマイシンなど)を加えた場合に、14-3-3とBadの結合が低下する事が免疫共沈法によって明らかになった.また精製した14-3-3とBadのリコンビナントタンパク質を用いた再構成実験においても14-3-3のJNKによるSer185のリン酸化によって、Aktによりリン酸化を受けているBadの結合が低下する事が示された.さらにJNK経路が活性化すると細胞内でのBadの局在が細胞質からミトコンドリアへと移行する事も明らかになった.
ミトコンドリアの上流において生存シグナルと死シグナルが拮抗するメカニズムは、ほ乳類細胞の生死決定機構を理解する上で非常に重要である.本研究において、Aktを介した生存シグナルとJNKを介した死シグナルが14-3-3に収束し、拮抗的に働くことが示された。Aktによってリン酸化される事で14-3-3に結合する細胞死誘導タンパク質はBadにとどまらず、神経死に関与するAsk1など数多くの分子が知られている.従って本研究で明らかになった拮抗メカニズムは、これらの分子に共通に当てはまる一般的な機構である可能性があると考えている.

研究成果

• [文献書誌] Tsuruta, F., et al.: "JNK promotes Bax translocation to mitochondria through phosphorylation of 14-3-3 proteins."EMBO J.. (in press). (2004)
• [文献書誌] Hirabayashi, Y., et al.: "The Wnt-beta-catenin pathway directs neuronal differentiation of cortical neural precursor cells."Development. (in press). (2004)
• [文献書誌] Miyagi, S., et al.: "The sox-2 regulatory regions display their activities in two distinct multipotent stem cells."Mol.Cell.Biol.. (in press). (2004)
• [文献書誌] Higuchi, M., et al.: "The phosphatidylinositol-3 kinase (Pl3K)-Akt pathway suppresses neurite branch formation in NGF-treated PC12 cells."Genes Cells. 8. 657-669 (2003)
• [文献書誌] Suzawa, M., et al.: "Cytokines suppress adipogenesis and PPAR-gamma function through the TAK1/TAB1/NIK cascade."Nat.Cell Biol.. 5. 224-230 (2003)
• [文献書誌] Fujishiro, M., et al.: "Three Mitogen-Activated Protein kinases inhibit Insulin signaling by different mechanisms in 3T3-L1 adipocytes."Mol.Endocrinology. 17. 487-497 (2003)
• [文献書誌] Sakoda, H., et al.: "Differing roles of Akt and SGK in glucose metabolism, DNA synthesis and oncogenic activity."J.Biol.Chem.. 278. 25802-25807 (2003)
• [文献書誌] Katome, T., et al.: "Use of RNA-interference-mediated gene silencing and adenoviral overexpression to elucidate the roles of AKT/PKB-isoforms in insulin actions."J.Biol.Chem.. 278. 28312-28323 (2003)
• [文献書誌] 増山典久ら: "神経系細胞の生存シグナル"実験医学 増刊. 21・2. 258-264 (2003)
• [文献書誌] Ogawara, Y. et al.: "Akt enhances Mdm2-mediated ubiquitination and degradation of p53"J.Biol.Chem.. 277. 21843-21850 (2002)
• [文献書誌] Tsuruta, F. et al.: "The PI3K-Akt pathway suppresses Bax translocation to mitochondria"J.Biol.Chem.. 277. 14040-14047 (2002)
• [文献書誌] Shinohara, M. et al.: "SWAP-70 is a guanine-nucleotide-exchange factor that mediates signalling of membrane ruffling"Nature. 416. 759-763 (2002)
• [文献書誌] 鎌倉 幸子: "神経系前駆細胞の生存と死の制御"神経研究の進歩. 46. 194-201 (2002)
• [文献書誌] 吉松 剛志: "神経系前駆細胞の生存に関する分子機構"医学のあゆみ. 201. 391-394 (2002)