PI3-kinase結合タンパク質PITKAPによる細胞プライミングの分子機構

• 研究課題/領域番号: 21580345
• 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: 応用動物科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 伯野 史彦 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教 (30282700)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2011年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: IGF-I / PI 3-kinase / PI3KAP / 細胞増殖 / PITKAP / PI3-kinase

研究概要

申請者は、ラット甲状腺由来正常細胞FRTL-5を甲状腺刺激ホルモンTSHで前処理しておくことによって細胞の運命・性質・方向性が決定づけられ(プライミングと呼ぶ)、IGF-Iによって誘導される細胞増殖が相乗的に増強されることを明らかにしてきた。さらに、TSHによるプライミングの分子機構を解明していく過程で、PI 3-kinaseと結合する新規タンパク質、PITKAPの精製、同定に成功した。このタンパク質を発現抑制するとTSHによるプライミング効果が認められなくなったため、PITKAPが細胞のプライミングに必須な機能を果たしていることが明らかとなった。また、Srcの阻害剤であるPP1やPP2で処理するとcAMP依存的なPITKAPのチロシンリン酸化およびp85 PI3Kとの結合が阻害された。cAMPによってSrcが活性化されることも併せると、FRTL-5細胞では、cAMPによってSrcが活性化され、同時にPITKAPの発現量が増加、PITKAPはSrcによってチロシンリン酸化され、その結果p85 PI3Kが結合することによって、PI 3-kinaseが活性化されることが明らかとなった。現在、PITKAPのノックアウトマウスの作製を進めており、今後はノックアウトマウスも使って、個体レベル、細胞レベルでのPITKAPの機能解析を進めていきたい。

研究成果

• [雑誌論文] phosphatidylinositol 3-kinase-binding protein, PI3KAP/XB130, is required for cAMP-induced amplification of IGF mitogenic activity in FRTL-5 thyroid cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka D, Akama T, Fukushima T, Nedachi T, Kawasaki C, Chida K, Minami S, Suzuki K, Hakuno F, Takahashi
  • 雑誌名: Mol. Endocrinology 巻: 26 ページ: 1043-1055
• [雑誌論文] (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakae J, Cao Y, Hakuno F, Takemori H, Kawano Y, Sekioka R, Abe T, Kiyonari H, Tanaka T, Sakai J, Takahashi S, Itoh H.
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 31 ページ: 2275-95
• [雑誌論文] Kanzaki Novel missense mutation in the IGF-I receptor L2 domain results in intrauterine and postnatal growth retardation Clin (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawashima Y, Higaki K, Fukushima T, Hakuno F, Nagaishi JI, Hanaki K, Nanba E, Takahashi SI
  • 雑誌名: Endocrinol
• [雑誌論文] Enhanced oxidative stress in GH-transgenic rat and acromegaly in humans (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa H, Handayaningsih AE, Iguchi G, Cho Y, Takahashi M, Yamamoto M, Suda K, Kasahara K, Hakuno F, Yamanouchi K, Nishihara M, Seino S, Takahashi S
  • 雑誌名: Growth Horm. IGF Res 巻: 22 ページ: 64-68
• [雑誌論文] Novel missense mutation in the IGF-I receptor L2 domain results in intrauterine and postnatal growth retardation (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawashima Y, Higaki K, Fukushima T, Hakuno F, Nagaishi JI, Hanaki K, Nanba E, Takahashi SI, Kanzaki S
  • 雑誌名: Clin.Endocrinol. 巻: (in press) 号: 2 ページ: 246-54
  • DOI: 10.1111/j.1365-2265.2012.04357.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] phosphatidylinositol 3-kinase-binding protein, PI3KAP/XB130, is required for cAMP-induced amplification of IGF mitogenic activity in FRTL-5 thyroid cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka D, Akama T, Fukushima T, Nedachi T, Kawasaki C, Chida K, Minami S, Suzuki K, Hakuno F, Takahashi S
  • 雑誌名: Mol.Endocrinology 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced oxidative stress in GH-transgenic rat and acromegaly in humans (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa H, Handayaningsih AE, Iguchi G, Cho Y, Takahashi M, Yamamoto M, Suda K, Kasahara K, Hakuno F, Yamanouchi K, Nishihara M, Seino S, Takahashi S, Takahashi Y
  • 雑誌名: Growth Horm.IGF Res. 巻: 22 号: 2 ページ: 64-68
  • DOI: 10.1016/j.ghir.2012.02.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Constitutive expression of insulin receptor substrate(IRS)-1 inhibits myogenic differentiation through nuclear exclusion of Foxo1 in L6 myoblasts (2011)
  • 著者名/発表者名: Hakuno F, Yamauchi Y, Kaneko G, Yoneyama Y, Nakae J, Chida K, Kadowaki T, Yamanouchi K, Nishihara M, Takahashi S-I
  • 雑誌名: PLos One 巻: 6
• [雑誌論文] Insulin receptor substrates form high-molecular-mass complexes that modulate their availability to insulin/insulin-like growth factor-I receptor tyrosine kinases (2011)
  • 著者名/発表者名: Fukushima T, Arai T, Ariga-Nedachi M, Okajima H, Ooi Y, Iijima Y, Sone M, Cho Y, Ando Y, Kasahara K, Ozoe A, Yoshihara H, Chida K, Okada S, Kopchick JJ, Asano T, Hakuno F, Takahashi S-I.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: 404 ページ: 767-773
• [雑誌論文] KIBRA suppresses apical exocytosis through inhibition of aPKC kinase activity in epithelial cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshihama Y, Sasaki K, Horikoshi Y, Suzuki A, Ohtsuka T, Hakuno F, Takahashi S-I, Ohno S, Chida K.
  • 雑誌名: Curr. Biol 巻: 21 ページ: 705-711
• [雑誌論文] PKC promotes a proliferation to differentiation switch in keratinocytes via upregulation of p27Kip1 mRNA through suppression of JNK/c-Jun signaling under stress conditions (2011)
  • 著者名/発表者名: Hara T, Miyazaki M, Hakuno F, Takahashi S-I, Chida K.
  • 雑誌名: Cell Death Dis 巻: 2
• [雑誌論文] HSP90 interacting with IRS-2 is involved in camp-dependent potentiation of IGF-I signals in FRTL-5 cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Fukushima T, Okajima H, Yamanaka D, Ariga M, Nagata S, Ito A, Yoshida M, Asano T, Chida K, Hakuno F, Takahashi S-I.
  • 雑誌名: Mol. Cell Endocrinol. 巻: 344 ページ: 81-89
• [雑誌論文] KIBRA suppresses apical exocytosis through inhibition of aPKC activity in epithelial cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Yohei Yoshihama
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 21 号: 8 ページ: 705-711
  • DOI: 10.1016/j.cub.2011.03.029
  • 査読あり
• [雑誌論文] PKC I promotes a proliferation to differentiation switch in keratinocytes via upregulation of p27Kip1 mRNA through suppression of JNK/c-Jun signaling under stress conditions (2011)
  • 著者名/発表者名: Hara T, Miyazaki M, Hakuno F, Takahashi S, Chida K
  • 雑誌名: Cell Death Dis. 巻: 2 号: 5 ページ: e157-e157
  • DOI: 10.1038/cddis.2011.40
  • 査読あり
• [雑誌論文] HSP90 interacting with IRS-2 is involved in cAMP-dependent potentiation of IGF-I signals in FRTL-5 cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Fukushima T, Okajima H, Yamanaka D, Ariga M, Nagata S, Ito A, Yoshida H, Asano T, Chida K
  • 雑誌名: Mol.Cell Endocrinol. 巻: 344 号: 1-2 ページ: 81-90
  • DOI: 10.1016/j.mce.2011.06.029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Constitutive expression of insulin receptor substrate(IRS)-1 inhibits myogenic differentiation through nuclear exclusion of Foxo1 in L6 myoblasts (2011)
  • 著者名/発表者名: Hakuno F, Yamauchi Y, Kaneko G, Yoneyama Y, Nakae J, Chida K, Kadowaki T, Yamanouchi K, Nishihara M, Takahashi S
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 6 号: 10 ページ: e25655-e25655
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0025655
  • 査読あり
• [雑誌論文] Insulin receptor substrates form high-molecular-mass complexes that modulate their availability to insulin/insulin-like growth factor-I receptor tyrosine kinase. (2011)
  • 著者名/発表者名: Fukushima T. Hakuno F, et al.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 404 ページ: 767-773
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of paraquat-induced oxidative stress on insulin regulation of insulin-like growth factor-binding protein-1 gene expression (2010)
  • 著者名/発表者名: Kimura K, Katsumata Y, Ozawa T, Tawara S, Igarashi K, Cho Y, Shibata N, Hakuno F, Takahashi S-I, Takenaka A.
  • 雑誌名: J. Clin. Biochem. Nutr 巻: 46 ページ: 157-167
  • NAID: 130004466606
• [雑誌論文] Insulin receptor substrate-3, interacting with Bcl-3, enhances p50 NF-kappaB activity (2010)
  • 著者名/発表者名: Kabuta T, Hakuno F, Cho Y, Yamanaka D, Chida K, AsanoT, Wada K, Takahashi S-I.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 394 ページ: 697-702
• [雑誌論文] Paraquat-induced oxidative stress represses phosphatidylinositol 3-kinase activities leading to impaired glucose uptake in 3T3-L1 adipocytes (2010)
  • 著者名/発表者名: Shibata M, Hakuno F, Yamanaka D, Okajima H, Fukushima T, Hasegawa T, Ogata T, Toyoshima Y, Chida K, Kimura K, Sakoda H, Takenaka A, Asano T, Takahashi S-I.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 285 ページ: 20915-25
• [雑誌論文] Dietary protein deprivation upregulates insulin signaling and inhibits gluconeogenesis in rat liver (2010)
  • 著者名/発表者名: Toyoshima Y, Tokita R, Ohne Y, Hakuno F, Noguchi T, Minami S, Kato H, Takahashi S-I.
  • 雑誌名: J. Mol. Endocrinol. 巻: 45 ページ: 329-340
• [雑誌論文] Paraquat-induced oxidative stress represses phosphatidylinositol 3-kinase activities leading to impaired glucose uptake in 3T3-L1 adipocytes. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shibata M, Hakuno F, et al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 285 ページ: 20915-20925
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dietary protein deprivation upregulates insulin signaling and inhibits gluconeogenesis in rat liver. (2010)
  • 著者名/発表者名: Toyoshima Y, Hakuno F, et al.
  • 雑誌名: J. Mol. Endocrinol. 巻: 45 ページ: 329-340
  • 査読あり
• [雑誌論文] Insulin receptor substrate-3, interacting with Bcl-3, enhances p50 NF-kappaB activity (2010)
  • 著者名/発表者名: Kabuta T, Hakuno F, Cho Y, Yamanaka D, Chida K, Asano T, Wada K, Takahashi SI
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of paraquat-induced oxidative stress on insulin regulation of insulin-like growth factor-binding protein-1 gene expression (2010)
  • 著者名/発表者名: Kimura K, Katsumata Y, Ozawa T, Tawara S, Igarashi K, Cho Y, Shibata N, Hakuno F, Takahashi SI, Takenaka A
  • 雑誌名: J.Clin.Biochem.Nutr. 46 ページ: 157-167
  • NAID: 130004466606
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth hormone(GH) and Insulin-like growth factor(IGF)-I represses 11beta-hydroxysteroid dehydrogenase type 1(HSD1) mRNA expression in 3T3-L1 cells and its activity in their homogenates (2009)
  • 著者名/発表者名: Morita J, Hakuno F, Hizuka N, Takahashi S-I, Takano K.
  • 雑誌名: Endocrine J. 巻: 56 ページ: 561-570
• [雑誌論文] GH or IGF-I represses 11beta-hydroxysteroid dehydrogenase type 1(HSD1)mRNA expression in 3T3-L1 and its activity in their homogenates. (2009)
  • 著者名/発表者名: Morita J, Hakuno F, Hizuka N, Takahashi SI, Takano K
  • 雑誌名: Endocrine Journal 56 ページ: 561-570
  • 査読あり
• [学会発表] PI 3-kinase activation through c-Src-dependent tyrosine phosphorylation of PI3KAP, a novel binding partner of a PI 3-kinase p85 regulatory subunit, plays novel roles in priming cells to IGF (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka D, Akama T, Fukushima T, Minami S, Chida K, Hakuno F, Takahashi SI.
  • 学会等名: The 5th international congress of the GRS and IGF society
  • 発表場所: New York(USA)
  • 年月日: 2010-10-04
• [学会発表] PI 3-kinase activation through c-Src-dependent tyrosine phosphorylation of PITKAP, anovel bining partner of a PI 3-kinase p85 regulatory subunit, plays novel roles in priming (2010)
  • 著者名/発表者名: 山中大介、伯野史彦, ら
  • 学会等名: The Fifth International Congress of the GRS and IGF Society
  • 発表場所: New York (USA)
  • 年月日: 2010-10-04
• [学会発表] PI 3-kinase activity associated with PI3KAP/XB130 that is recruited to F-actin is required for potentiation of IGF-I-induced cell proliferation (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka D, Akama T, Fukushima T, Minami S, Chida K, Hakuno F, Takahashi SI.
  • 学会等名: 第32回分子生物学会年会
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] PI 3-kinase activity associated with PITKAP/XB 130 that is recruited to F-actin is required for potentiation of IGF-I-induced cell proliferation. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka D, Akama T, Fukushima T, Minami S, Chida K, Hakuno F, Takahashi SI
  • 学会等名: 第32回分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-12-11
• [図書] 発達と成長を司るホルモン、インスリン様成長因子 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋伸一郎、竹中麻子、豊島由香、木村久美、加藤久典、福嶋俊明、山中大介、伯野史彦、南史朗、岩下光利
  • 出版者: 日本未熟児新生児学会雑誌
• [備考]
  • URL: http://endo.ar.a.u-tokyo.ac.jp/lab/shingroup/index.html
• [備考]
  • URL: http://endo.ar.a.u-tokyo.ac.jp/lab/index.html