生理活性脂質スフィンゴシン-1-リン酸・Edg受容体システムの分子生理学的研究

• 研究課題/領域番号: 15390063
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生理学一般
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 多久和 陽 金沢大学, 医学系研究科, 教授 (60171592)
• 研究分担者: 杉本 直俊 金沢大学, 医学系研究科, 講師 (80272954) ; 多久和 典子 金沢大学, 医学系研究科, 助手 (70150290) ; 吉岡 和晃 金沢大学, 医学系研究科, 助手 (80333368)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 14,800千円 (直接経費: 14,800千円); 2004年度: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円); 2003年度: 8,400千円 (直接経費: 8,400千円)
• キーワード: スフィンゴシン-1-リン酸 / Edg / 細胞運動 / Rac / Rho / ノックアウト / マウス / トランスジェニック

研究概要

スフィンゴシン-1-リン酸(S1P)-Edgシステムの病態生理的意義の解明を目的として以下のインビトロ及びインビボでの成果を得た。S1P-Edgシステムによる二方向性細胞運動制御の分子機序を検討し、Edg1とEdg3はGiを介してRacを活性化し細胞運動を促進するのに対し、Edg5はG12/13、Rhoを介してRacを制御し細胞運動をすることを見い出した。S1Pは傷害血管新生内膜細胞における血管平滑筋増殖因子PDGF産生を促進した。この作用は、Edg1(=S1P_1)受容体を介し、Gi-Ras-ERK/p38MAPKからなる情報伝達経路に依存した。さらに、ERK/p38MAPKは血管平滑筋形質転換に重要な役割を果たす転写因子KLF5を誘導し、PDGF遺伝子の転写を活性化することを見出した。この他に、Edg5(=S1P_2)及びEdg3(=S1P_3)を介したRho-Rhoキナーゼ経路の活性化もPDGF発現に寄与した。Edg5は血管平滑筋細胞において強力にRhoを活性化し細胞運動を抑制することを見出していたが、Edg5によるRho活性化が一般に知られている三量体G蛋白G_<12/13>の他にG_qを介することを見出した。S1Pが血管内皮細胞に発現しているEdg1、Edg3を介して細胞遊走、細胞増殖を促進し血管新生を誘導することが示されているが、少なくとも一部の内皮細胞にはEdg5も発現しており、Edg5はEdg1、Edg3とは逆に細胞遊走を抑制して血管新生の抑制を引き起こすことを見出した。Edg1トランスジェニック(TG)マウス、S1P合成酵素スフィンゴシンキナーゼ(SK)TGマウスなどを用いて、個体レベルでのS1P-Edgシステムの血管新生、血管リモデリングなどに及ぼす作用を検討した。Edg1作用の増強、S1P合成の亢進は心血管ホメオスターシスに影響し、心血管の生理機能に変化をもたらすこと、また病態生理において役割を担うことが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Inhibition of Rac activation as a mechanism for negativeregulation of actin cytoskeletal reorganization and cell motility by cyclic AMP. (2005)
  • 著者名/発表者名: S.Nagasawa et al.
  • 雑誌名: Biochem J. 385 ページ: 737-744
• [雑誌論文] Statins suppress oxidized low-density lipoprotein-induced macrophage prolifer ation by inactivation of small G protein -p38 MAPK pathway. (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Senokuchi et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. (In press)
• [雑誌論文] RhoA and Rac mediate endothelial cell polarication and detachment induced by T-cadherin. (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Philippova et al.
  • 雑誌名: FASEB J. (In press)
• [雑誌論文] Thrombin-induced rapid geranylgeranylation of RhoA as an essential process for RhoA activation in endothelial cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Ohkawara et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. (In press)
• [雑誌論文] Blood lipid mediator sphingosine-1-phosphate potently stimulates platelet derived growth factor-A and -B chain expression through S1P1-Gi-Ras-MAPK-dependent induction of kruppel-like factor 5. (2004)
  • 著者名/発表者名: S.Usui
  • 雑誌名: J.Biol.Chem 279 ページ: 12300-12311
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Overexpression of phospholopase D prevents actinomycin D induced apoptosis through potentiation of phosphoinositide 3-kinase signaling pathways in Chinese hamster ovary cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada
  • 雑誌名: Biochem.J. 378 ページ: 649-656
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Dual mode regulation of migration by lysophosphatidic acid in human gastric cancer cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: D.Shida, T.Watanabe, T.Sakai, R.Suzuki, H.Ohta, Y.Takuwa, H.Nagawa
  • 雑誌名: Exp Cell Res. 301 ページ: 168-178
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Blood lipid mediator sphingosine-1-phosphate potently stimulates platelet derived growth factor-A and -B chain expression through S1P1-Gi-Ras-MAPK-dependent induction of kruppel-like factor 5. (2004)
  • 著者名/発表者名: S.Usui, N.Sugimoto, N.Takuwa, S.Sakagami, S.Takata, S.Kaneko, Y.Takuwa.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 12300-12311
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Overexpression of phospholopase D prevents actinomycin D induced apoptosis through potentiation of phosphoinositide 3-kinase signaling pathways in Chinese hamster ovary cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada, Y.Banno, Y.Takuwa, M.Koda, A.Hara, Y.Nozawa.
  • 雑誌名: Biochem.J. 378 ページ: 649-656
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Dual mode regulation of migration by lysophosphatidic acid in human gastric cancer cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: D.Shida, J.Kitayama, H.Yamaguchi, K.Hama, J.Aoki, H.Arai, H.Yamashita, K.Mori, A.Sako, T.Konishi, T.Watanabe, T.Sakai, R.Suzuki, H.Ohta, Y.Takuwa, H.Nagawa.
  • 雑誌名: Exp Cell Res. 301(2) ページ: 168-178
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Blood lipid mediator sphingosine-1-phosphate potently stimulates platelet derived growth factor-A and -B chain expression through S1P1-Gi-Ras-MAPK-dependent induction of kruppel-ike factor 5. (2004)
  • 著者名/発表者名: S.Usui et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 12300-12311
• [雑誌論文] Overexpression of phospholopase D prevents actinomycin D induced apoptosisthrough potentiation of phosphoinositide 3-kinase signaling pathways in Chinese hamster ovary cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada et al.
  • 雑誌名: Biochem.J. 378 ページ: 649-656
• [雑誌論文] Dual mode regulation of migration by lysophosphatidic acid in human gastric cancer cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: D.Shid et al.
  • 雑誌名: Exp Cell Res. 301(2) ページ: 168-178
• [雑誌論文] Role of p38 mitogen-activated protein kinase in thrombus formation. (2004)
  • 著者名/発表者名: K.Sakurai et al.
  • 雑誌名: J Recept Signal Transduct Res. 24(4) ページ: 283-296
• [雑誌論文] Involvement of phospholipase D in insulin-like growth factor-I-induced activation of extracellular signal-regulated kinase, but not phosphatidylinositol 3-kinase or Akt, in chinese hamster ovary cells. (2003)
  • 著者名/発表者名: Y.Banno
  • 雑誌名: Biochem.J. 369 ページ: 363-368
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Antiproliferative action of sphingosine 1-phosphate in rat hepatocytes involves activation of Rho via Edg-5. (2003)
  • 著者名/発表者名: H.Ikeda
  • 雑誌名: Gastroenterology. 124 ページ: 459-469
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Inhibitory and stimulatory regulation of Rac and cell motility by the G12/13-Rho-and the Gi-pathways integrated downstream of a single G protein coupled sphingosine-1-phosphate receptor isoform. (2003)
  • 著者名/発表者名: N.Sugimoto
  • 雑誌名: Mol.Cell. 23 ページ: 1534-1545
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Lysophosphatidic acid enhances metastatic potential of human colon carcinoma DLD1 cells through LPA1. (2003)
  • 著者名/発表者名: D.Shida
  • 雑誌名: Cancer Res. 63 ページ: 1706-1711
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Divergent signals and cytoskeletal assemblies regulate self-organizing polarity in neutrophils. (2003)
  • 著者名/発表者名: J.Xu
  • 雑誌名: Cell 278 ページ: 201-214
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ligand-dependent inhibition of B16 melanoma cell migration and invasion via endogenous S1P2 G protein-coupled receptor requirement of inhibition of cellular Rac activity. (2003)
  • 著者名/発表者名: K.Arikawa
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 278 ページ: 32841-32851
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Sphingosine-1-phosphate receptor subtype-specific positive and negative regulation of Rac and hematogenous metastasis of melanoma cells. (2003)
  • 著者名/発表者名: H.Yamaguchi
  • 雑誌名: Biochem.J. 374 ページ: 715-722
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Involvement of phospholipase D in insulin-like growth factor-I-induced activation of extracellular signal-regulated kinase, but not phosphatidylinositol 3-kinase or Akt, in chinese hamster ovary cells. (2003)
  • 著者名/発表者名: Y, Banno, Y.Takuwa, M.Yamada, N.Takuwa, K.Ohguchi, A.Hara, Y.Nozawa.
  • 雑誌名: Biochem.J. 369 ページ: 363-368
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Antiproliferative action of sphingosine 1-phosphate in rat hepatocytes involves activation of Rho via Edg-5. (2003)
  • 著者名/発表者名: H.Ikeda, H.Satoh, M.Yanase, Y.Inoue, T.Tomiya, M.Arai, K.Tejima, K.Nagashima, H.Maekawa, N.Yahagi, Y.Tamtomi, S.Sakurada, Y.Takuwa, I.Ogara, S.Kimura, K.Fujiwara.
  • 雑誌名: Gastroenterology. 124 ページ: 459-469
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Inhibitory and stimulatory regulation of Rac and cell motility by the G_<12/13>-Rho-and the G_i-pathways integrated downstream of a single G protein coupled sphingosine-1-phosphate receptor isoform. (2003)
  • 著者名/発表者名: N.Sugimoto, N.Takuwa, H.Okamoto, S.Sakurada, Y.Takuwa.
  • 雑誌名: Mol.Cell.Biol. 23 ページ: 1534-1545
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Lysophosphatidic acid enhances metastatic potential of human colon carcinoma DLD1 cells through LPA1. (2003)
  • 著者名/発表者名: D.Shida, J.Kitayama, H.Yamaguchi, Y Okaji, NH.Tsuno, T.Watanabe, Y Takuwa, H.Nagawa.
  • 雑誌名: Cancer Res. 63 ページ: 1706-1711
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Divergent signals and cytoskeletal Assemblies regulate self-organizing polarity in neutrophils. (2003)
  • 著者名/発表者名: J.Xu, F.Wang, A.V.Keymeulen, P.Herzmark, A.Straight, K.Kelly, Y.Takuwa, N.Sugimoto, T.Mitchison, H.R.Bourne.
  • 雑誌名: Cell 114 ページ: 201-214
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ligand-dependent inhibition of B16 melanoma cell migration and invasion via endogenous S1P2 G protein-coupled receptor requirement of inhibition of cellular Rac activity. (2003)
  • 著者名/発表者名: K.Arikawa, N.Takuwa, H.Yamaguchi, N.Sugimoto, J.Kitayama, H.Nagawa, K.Takehara, Y.Takuwa.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 278 ページ: 32841-32851
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Sphingosine-1-phosphate receptor subtype-specific positive and negative regulation of Rac and hematogenous metastasis of melanoma cells. (2003)
  • 著者名/発表者名: H.Yamaguchi, J.Kitayama, N.Takuwa, K.Arikawa, I.Inoki, K.Takehara, H.Nagawa, Y.Takuwa.
  • 雑誌名: Biochem.J. 374 ページ: 715-722
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Banno et al.: "Involvement of phospholipase D in insulin-like growth factor-I-induced activation of extracellular signal-regulated kinase, but not phosphatidylinositol 3-kinase or Akt, in chinese hamster ovary cells"Biochem.J.. 369. 363-368 (2003)
• [文献書誌] H.Ikeda et al.: "Antiproliferative action of sphingosine 1-phosphate in rat hepatocytes involves activation of Rho via Edg-5"Gastroenterology. 124. 459-469 (2003)
• [文献書誌] N.Sugimoto et al.: "Inhibitory and stimulatory regulation of Rac and cell motility by the G_<12/13>-Rho-and the G_i-pathways integrated downstream of a single G protein coupled sphingosine-1-phosphate receptor isoform"Mol.Cell.Biol.. 23. 1534-1545 (2003)
• [文献書誌] D.Shida et al.: "Lysophosphatidic acid enhances metastatic potential of human colon carcinoma DLD1 cells through LPA1"Cancer Res.. 63. 1706-1711 (2003)
• [文献書誌] J.Xu et al.: "Divergent signals and cytoskeletal assemblies regulate self-organizing polarity in neutrophils"Cell. 114. 201-214 (2003)
• [文献書誌] K.Arikawa et al.: "Ligand-dependent inhibition of B16 melanoma cell migration and invasion via endogenous S1P2 G protein-coupled receptor requirement of inhibition of cellular Rac activity"J.Biol.Chem.. 278. 32841-32851 (2003)
• [文献書誌] H.Yamaguchi et al.: "Sphingosine-1-phosphate receptor subtype-specific positive and negative regulation of Rac and hematogenous metastasis of melanoma cells"Biochem.J.. 374. 715-722 (2003)
• [文献書誌] S.Usui et al.: "Boold lipid mediator sphingosine-1-phosphate potently stimulates platelet derived growth factor-A and -B chain expression through S1P1-Gi-Ras-MAPK-dependent induction of kruppel-like factor 5"J.Biol.Chem.. (in press). (2004)
• [文献書誌] M.Yamada et al.: "Overexpression of phospholopase D prevents actinomycin D induced apoptosis through potentiation of phosphoinositide 3-kinase signaling pathways in Chinese hamster ovary cells"Biochem.J.. (in press). (2004)