顆粒球の増殖,分化の分子機構

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05454213
• 研究機関: (財)大阪バイオサイエンス研究所
• 研究代表者: 長田 重一 財団法人 大阪バイオサイエンス研究所, 第一研究部, 研究部長 (70114428)
• 研究分担者: 村上 宏 〃, 第一研究部, 研究員 (90260174)
• キーワード: 顆粒球 / コロニー刺激因子 / 血液細胞 / サイトカイン / 受容体 / シグナル伝達 / G‐CSF

研究概要

好中球は,白血球の大きな分画を占める血球細胞であり,骨髄に存在する多能性幹細胞から由来する。顆粒球コロニー刺激因子(G‐CSF)は,好中球前駆細胞に作用し,その増殖と分化を特異的に促進するサイトカインである。G‐CSFによる増殖や分化のシグナルは,好中球前駆細胞上に存在するG‐CSF受容体を介して細胞へ伝達される。私達はこれまでにG‐CSF,G‐CSF受容体の遺伝子を単離し,その構造を解析した。本研究では,これら単離したG‐CSF,G‐CSF受容体を用いて好中球の増殖と分化を再構成し,そのシグナル伝達系を解析することを目的とした。まず,G‐CSF受容体cDNAをマウスIL‐3依存骨髄性白血病細胞に導入したところ,この細胞はIL‐3非存在下,G‐CSFに依存して増殖した。この際,好中球酵素であるミエロペルオキシダーゼや白血球エラスターゼmRNAの発現も誘導され,G‐CSF受容体には骨髄性白血病細胞の増殖ばかりでなく,分化をも誘導する作用が存在することが示された。この分化誘導作用は,G‐CSF受容体に特異的であり,GM‐CSFやIL‐3受容体にはその作用はなく,むしろG‐CSFによる分化のシグナルを阻害した。ついでG‐CSF受容体に種々の変異を導入することにより,その増殖のシグナルは膜貫通領域直下の約75アミノ酸残基が,分化のシグナルはC-末端側約100アミノ酸の領域が必須であることが示された。ついで,G‐CSFによるタンパク質のチロシンリン酸化を検討したところ,G‐CSF刺激数分後から,G‐CSF受容体ばかりでなく,IL‐3受容体beta-鎖のチロシンリン酸化も観察された。このようなcross‐phosphorylationは,G‐CSFに特異的であり,IL‐3受容体を介してG‐CSF受容体がリン酸化されることはなかった。今後は,G‐CSFにより活性化されるチロシンキナーゼを同定するとともに,その活性化機構,及びその標的タンパク質を同定する必要があろう。

研究成果

• [文献書誌] Ishizaka‐Ikeda et al.: "Signal transduction mediated by the growth hormone receptor and its chimeric molecules with the G‐CSF receptor" Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 90. 123-127 (1993)
• [文献書誌] Fukunaga et al.: "Growth and differentiation signals mediated by two different regions in the cytoplasmic domain of G‐CSF receptor" Cell. 74. 1079-1087 (1993)
• [文献書誌] Pan et al.: "Uni‐directional cross‐phosphorylation between the G‐CSF and IL‐3 receptors" J.Biol.Chem.268. 25818-25823 (1993)
• [文献書誌] Ogawawara et al.: "Lethal effect of the anti‐Fas antibody in mice" Nature. 364. 806-809 (1993)
• [文献書誌] Suda et al.: "Molecular cloning and expression of the Fas ligand, a novel member of the tumor necrosis factor family" Cell. 75. 1169-1178 (1993)
• [文献書誌] Takahashi et al.: "Generalizad lymphoproliferative disease(gld) in mice caused by a point mutation in the Fas ligand" Cell. (in press). (1994)