Fasを介したアポトーシスの分子機構とその生理作用

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06283229
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 長田 重一 大阪大学, 医学部, 教授 (70114428)
• 研究分担者: 須田 貴司 金沢大学, がん研究所, 教授 (70250090) ; 福永 理己郎 大阪大学, 医学部, 助教授 (40189965)
• キーワード: アポトーシス / Fas / カスパーゼ / CAD / ICAD / DNase

研究概要

FasリガンドはTNF(腫瘍壊死因子)ファミリーに属する膜蛋白質でありその受容体Fasに結合するとアポトーシスを誘導し、細胞を死滅させる。この際、細胞、核は凝縮、断片化する。また、その染色体DNAはヌクレオソームの単位に切断される。私たちは、前年度までの本研究において、Fasが活性化されると細胞内ではカスパーゼと呼ばれる数種類のシステンプロテアーゼが順次活性化されることを示した。本年度はアポトーシスにおける染色体DNAの断片化に関与するDNaseを精製、その遺伝子を単離し、アポトーシスにおけるDNA断片化の分子機構を明らかとした。すなわち、このDNase(CAD)は分子量約4万の蛋白質であり、増殖している細胞中では、その阻害蛋白質(ICAD、分子量約4万5千)と複合体を形成している。アポトーシスの刺激によりカスパーゼが活性化されると、カスパーゼはICADを切断、不活化し、自由になったCADが染色体DNAを切断する。このモデルに対応して、カスパーゼによって切断されない変異ICADを発現させた細胞ではアポトーシスの刺激によりDNAの切断は見られなかった。一方、CADをあまり発現していない細胞にCADを強制発現すると、アポトーシスによって誘導されるDNA断片化が増強された。ところで、ICADの変異体の導入によりDNAの断片化が見られなくなった細胞においてもFasの活性化により細胞は死滅した。このことは、DNAの断片化自身はアポトーシスの過程には必須でないことを示唆している。

研究成果

• [文献書誌] Enari,M.et al.: "A caspase-activated DNase that degrades DNA during・・・・" Nature. 391. 43-50 (1998)
• [文献書誌] Sakahira,H.et al.: "Clevage of CAD inhibitor in CAD activation・・・・" Nature. 391. 96-99 (1998)
• [文献書誌] Tanaka,M.et al.: "Down-regulation of Fas ligand by shedding." Nature Med.4. 31-36 (1998)
• [文献書誌] Miwa,K.et al.: "Caspase 1-independent IL-1b release and inflammation・・・・" Nature Med.4. 1287-1291 (1998)
• [文献書誌] Kawahara,A.et al.: "Caspase-independent cell killing by Fas-associated・・・・" J.Cell BIol.143. 1353-1360 (1998)
• [文献書誌] Mukae,N.et al.: "Molecular cloning and characterization of human・・・・" Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 95. 9123-9128 (1998)