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1997 年度 実績報告書

細胞の増殖・分化・死のシグナル伝達機構

研究課題

研究課題/領域番号 07CE2006
研究機関大阪大学

研究代表者

祖父江 憲治  大阪大学, 医学部, 教授 (20112047)

研究分担者 米田 悦啓  大阪大学, 医学部, 教授 (80191667)
辻本 賀英  大阪大学, 医学部, 教授 (70132735)
長田 重一  大阪大学, 医学部, 教授 (70114428)
中村 敏一  大阪大学, 医学部, 教授 (00049397)
平野 俊夫  大阪大学, 医学部, 教授 (40136718)
キーワードカルデスモン / インターロイキン-6(IL-6) / 肝細胞増殖因子(HGF) / Fas因子 / bc1-2 / 核輸送 / 低分子量型G蛋白質 / 細胞死
研究概要

本研究の目的は、細胞の増殖・分化・死という“細胞の基本的営み"を細胞膜から核に至るシグナル伝達機構という面からその全容を解明するとともに、この異常により発症するがん・リウマチ・エイズ・動脈硬化症・高血圧症・痴呆などの難治性疾患の病因究明・予防・治療法の開発を行うことにある。本研究目的に沿って、平成9年度における研究実績の概要を述べる。
祖父江は、平滑筋細胞形質転換(分化・脱分化)遺伝子発現機構の解明を目指して、平滑筋細胞培養分化維持系を確立した。この系を用いて分化はPI3K/Akt(PKB)K系を介すること、脱分化はRas/MEK/MAPK系によることを明らかにした。また、カルデスモンをはじめとする平滑筋細胞特異的蛋白質の発現調節に関与するシス因子がCArGボックス、コアトランス因子はSRFであること、さらに平滑筋特異性を決定する転写因子として新規NK2ホメオ蛋白質のクローニングに成功した。シナプス後肥厚部(PSD)の分子構築とダイナミクスの解明を目指して、4種類の新規PSD構成蛋白質(PSD800,PSD400,PSD180,PSD140)を見い出しこれらのクローニングに成功した。
平野は、サイトカイン受容体を介する細胞内シグナル伝達機構の解明を目指して、IL-6受容体であるgp130の機能解析を行った。gp130の異なる領域よりJAK/STAT3,SHP-2/Grb2/MAPK,JAK/STAT5,及びGab1/PI3Kシグナル伝達路が活性化されることを明らかにし、増殖・増殖抑制・分化・神経突起進展誘導に対応したそれぞれのシグナル伝達路が関与していることを明らかにした。この実験結果に基づき、同じサイトカインが異なる細胞に作用し、全く正反対の生物活性を発揮する分子機構としてバランスモデルを提唱した。さらに、ゼブラフィッシュの受精卵を用いて新規zJAK4とzSAT7のクローニングに成功した。発現クローニング法を用いて、ゼブラフィッシュの前後軸決定に重要な役割を果たす新規ホメオ蛋白質のクローニングに成功した。
長田は、Fasを介したアポトーシスの解析を行い、FasリガンドとFasの結合によりアポトーシスを誘起することを見い出し、マウスに自然発症したlymphoproliferation(lpr)、generalized lymphoproliferative disease … もっと見る (gld)変異はFas,Fasリガンドの劣性変異であることを示した。細胞障害性Tーリンパ球を介したマウスの肝炎モデルにを用いて、肝炎の発症がFasリガンドを中和する蛋白質で阻止されることを示した。また、カスペース1及び3がFasにより活性化されることを示した。無細胞系で正常細胞から分離した核に対してアポトーシスを誘導することを見い出し、Fasを介したアポトーシスの過程でこれらのプロテアーゼが活性化され、何らかの分子がアポトーシス誘導蛋白質に変換されること示した。
米田は、核-細胞質間物質輸送機構を分子レベルで解明することを目指し、核膜孔ターゲティング複合体を分離した。この複合体の1つで58kDa蛋白質は、核局在化シグナルを認識することを明らかにした。97kDa蛋白質は58kDa蛋白質と結合し複合体として核膜孔に移行すること、97kDa蛋白質は核蛋白質を細胞質から核へ輸送する役割を担っていることを示した。また、細胞外刺激に応じて細胞質から核への輸送に関して、STAT1輸送機構を明らかにした。細胞核の機能的構築を明らかにするために、細胞分裂期の染色体周囲を縁取るように局在する新規蛋白質(クマドリン)を見い出し、DNAの高次構造構築に重要な機能を担っていることを明らかにした。
辻本は、Bcl-2の細胞死抑制機能の生化学的基盤として抗酸化作用説を否定し、カスペースファミリーにより駆動されるアポトーシスのメインマシナリを抑制するBcl-2の機能箇所をミトコンドリアに規定した。この関係は一部のネクローシスにも成立することを示し、形態的に異なる2種類の細胞死が分子レベルではシグナル伝達経路を共有していることを明らかにした。また、細胞死においてミトコンドリアの膜電位崩壊をBcl-2が抑制すること、膜電位崩壊の抑制をプロトンの汲みだしにより達成していることを明らかにした。
高井は、低分子量G蛋白質(Ras,Rho,Rab3A)の活性制御機構について解析した。RasはB-Rafと14-3-3の複合体を形成し、これによりRasが活性化されること、RhoのPKC1を介した遺伝子発現の制御を、BNI1/BNR1-プロフィリン系を介したアクチン重合過程の制御であることを明らかにした。さらに、動物細胞において、Rhoによるアクチン細胞骨格の再編成の制御機構を明らかにした。Rab3Aの活性制御蛋白質としてRabphilin3,Doc2が、Ca2+依存性アクトサイトーシスを制御することを明らかにした。
中村は、HGFがFasを介した大量肝細胞死を伴う劇症肝炎の発症をほぼ完全に抑制すること、肝繊維症/肝硬変をはじめ腎繊維症/腎硬化症、肺繊維症など様々な慢性難治性疾患の発症や進行を阻止し、著しい治療作用をもつことを実証した。また、HGFが発生過程において上皮-間葉相互作用のメディエーターとして肝臓、腎臓、肺、歯、肢芽などの器官形成、形態形成を担うことを明らかにした。
宮坂は、CD44、L-セレクチンを改変して、in vitroで転移細胞に選択的に細胞死を誘導することが可能であることを明らかにした。また、L-セレクチンの新規リガンドを同定し、この物質がCD44にも結合することを見い出した。CD4T細胞特異的ライブラリー、HEV特異的ライブラリーの作成を終了した。
倉智は、2回膜貫通型カリウム(K+)チャネルの新たなメンバーGIRK2B,GIRK1Bをクローン化し、ポリアミンがK+の流れる方向を決定していること、G蛋白質bgが直接GIRK1に結合して開口させることを明らかにした。新規KATPサブユニットとしてSUR2Bをクローン化した。KAB-2は細胞膜上にクラスター状に集積して発現しており、クラスター化するためにはPSD-95とよばれる蛋白質群が必要であることを示した。 隠す

  • 研究成果

    (54件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (54件)

  • [文献書誌] Kashiwada K.et al.: "Coordinate expression of a-tropomyosin and caldesmon isoforms in association with phenotypic mudulation of smooth muscle cells." J.Biol.Chem.272. 15396-15404 (1997)

  • [文献書誌] Saga H.et al.: "Paradoxical expression of α-smooth muscle actin in visceral and vascular smooth muscle cells in their phenotype-dependent manner." Exp.Cell Res.in press. (1998)

  • [文献書誌] Obata H.et al.: "Smooth muscle cell phenotype-dependent transcriptional regulation of the α1 integrin gene." J.Biol.Chem.272. 26643-26651 (1997)

  • [文献書誌] Sobue K et al.: "Phenotype-dependent gene regulation of smooth muscle,cell-specific cytoskeletal proteins." Mol.Cell.Biol.(in press). (1998)

  • [文献書誌] Hayashi K.et al.: "IGF-I generating signalling mediated by phosphatidylinositol 3-kinase and Akt(protein kinase B)is essential for maintainig a differentiated phenotype of smooth muscle cells." EMBO J.(in press). (1998)

  • [文献書誌] Nishida W.et al.: "Recruitment of Bagpippe homologue(homeobox protein)in SRF-dependent transcription of smooth muscle cell-specific genes." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. (in press). (1998)

  • [文献書誌] Fujitani Y.et al.: "An alternative pathway for STAT activation that is mediated by the direct interaction between JAK and STAT." Oncogene. 14. 751-761 (1997)

  • [文献書誌] Takahashi-Tezuka,M.et al.: "Tec tyrosine kinase links the cytokine receptors to PI-3 kinase probably through JAK." Oncogene. 14. 2273-2282 (1997)

  • [文献書誌] Ihara S.et al.: "Dual control of neurite outgrowth by STAT3 and MAP kinase in PC12 cells stimulated with interleukin-6." EMBO J.16. 5345-5352 (1997)

  • [文献書誌] Shimozaki K.et al.: "Involvement of STAT3 in the granulocyte colony stimulating factor-induced differentiation of myeloid cells." J.Biol.Chem.(in press). (1998)

  • [文献書誌] Amato S.et al.: "Transcriptional regulation of the junB gene in B lymphocytes : role of protein kinase A and a membrane immunoglobulin-regulated protein phosphatase." J.Immunol.159. 4676-4685 (1997)

  • [文献書誌] Hirano T.: "Interleukin 6 and its receptor : Ten years later." Int.Reviews of Immunology. (in press). (1998)

  • [文献書誌] Nagata,S.: "Apoptosis by death factor." Cell. 88. 355-365 (1997)

  • [文献書誌] Kondo T.et al.: "Essential roles of the Fas ligand in the development of hepatitis." Nature Med.3. 409-413 (1997)

  • [文献書誌] Tanaka M.et al.: "Lethal effect of recombinant human Fas ligand in mice pretreated with Propionibacterium Acnes." J.Immunol.158. 2303-2309 (1997)

  • [文献書誌] Ishiwatari-Hayasaka,H.et al.: "Induction of cell death by chimeric L-selectin-Fas receptors." Int.Immunol.9. 627-635 (1997)

  • [文献書誌] Shimoda K.et al.: "Jakl plays an essential role for receptor phosphorylation and Stat activation in response to granulocyte colony-stimulating factor." Blood. 90. 597-602 (1997)

  • [文献書誌] Itoh N.et al.: "Requirement of Fas for the development of autoimmune diabetes in non-obese diabetic mice." J.Exp.Med.186. 613-618 (1997)

  • [文献書誌] Orita T.et al.: "Binding of NF-Y transcription factor to one of cis-elements in the myeloperoxidase gene promoter that responds to G-CSF." J.Biol.Chem.272. 23216-23223 (1997)

  • [文献書誌] Tsutsui T.et al.: "Administration of IL-12 induces a CD3+CD4-CD8-B220+lymphoid population capable of eliciting cytolysis against Fas-positive tumor cells." J.Immunol.159. 2599-2605 (1997)

  • [文献書誌] Xu,X.-N.et al.: "Evasion of CTL responses by nef-dependent induction of Fas ligand(CD95L)expression on SIV-infected cells." J.Exp.Med.186. 7-16 (1997)

  • [文献書誌] Bahr,G.M.et al.: "Elevated serum level of Fas-ligand(FasL)correlates with the asymptomatic stage of HIV-infection." Blood. 90. 896-898 (1997)

  • [文献書誌] Watanabe M.et al.: "Gene transfection of mouse primordial germ cells in vitro and analysis of their survival and growth control." Exp.Cell Res.230. 76-83 (1997)

  • [文献書誌] Takahashi T..et al.: "Overexpression of Bcl-xL prevents bacterial superantigen-induced apoptosis of thymocytes in vitro." Cell Death & Differ.4. 159-165 (1997)

  • [文献書誌] Yasuhara N.et al.: "Essential role of active nuclear transport in apoptosis." Genes to Cells. 2. 55-64 (1997)

  • [文献書誌] Shigenaga A.et al.: "Targeted expression of ced-3 and Ice induces programmed cell death in Drosophila." Cell Death & Differ.(in press). (1998)

  • [文献書誌] Eguchi Y.et al.: "Intracellular ATP levels determine cell death fate by apoptosis or necrosis." Cancer Res.57. 1835-1840 (1997)

  • [文献書誌] Kamada S.et al.: "Caspase-4 and caspase-5,members of the ICE/CED-3 family of cystein proteases,are CrmA-inhibitable proteases." Cell Death & Differ.(in press). (1998)

  • [文献書誌] Kamada S.et al.: "Involvement of caspase-4(-like)protease in Fasmediated apoptotic pathway." Oncogene. 15. 285-290 (1997)

  • [文献書誌] Ohtsu M.et al.: "Inhibition of apoptosis by the actin-regulatory protein gelsolin." EMBO J.16. 4650-4656 (1997)

  • [文献書誌] Yasuhara N.et al.: "Evidence against a functional site for Bcl-2 downstream of caspase cascade in preventing apoptosis." Oncogene. 15. 1921-1928 (1997)

  • [文献書誌] Kitanaka C.et al.: "Caspase-dependent apoptosis of COS-7 cells induced by Bax overexpression : differential effects of Bcl-2 and Bcl-xL on Bax-induced caspase activation and apoptosis." Oncogene. 15. 1763-1772 (1997)

  • [文献書誌] Wada M.et al.: "Isolation and characterization of a GDP/GTP exchange protein specific for the Rab3 subfamily small G proteins." J.Biol.Chem.272. 3875-3878 (1997)

  • [文献書誌] Fukui K.et al.: "Isolation and characterization of a GTPase activating protein specific for the Rab3 subfamily of small G proteins." J.Biol.Chem.272. 4655-4658 (1997)

  • [文献書誌] Horio Y.et al.: "Clustering and enhanced activity of an inwardly rectifying potassium channel,kir4.1,by an anchoring protein,PSD-95/SAP90." J.Biol.Chem.272. 12885-12888 (1997)

  • [文献書誌] Orita S.et al.: "Physical and functional interactions of Doc2 and Munc13 in Ca2+-dependent exocytotic machinery." J.Biol.Chem.272. 16081-16084 (1997)

  • [文献書誌] Imamura H.et al.: "Bni1p and Bnr1p : Downstream targets of the Rho family small G proteins which interact with profilin and regulate actin cytoskeleton in Saccharomyces cerevisiae." EMBO J.16. 2745-2755 (1997)

  • [文献書誌] Kotani H.et al.: "Rho regulates association of both the ERM family and vinculin with the plasma membrane in MDCK cells." Oncogene. 14. 1705-1713 (1997)

  • [文献書誌] Takahashi K.et al.: "Direct interaction of Rho GDI with Ezrin/Radixin/Moesin initiates the activation of Rho small G protein." J.Biol.Chem.272. 23371-23375 (1997)

  • [文献書誌] Koch G.et al.: "Association of the Rho family small GTP-binding proteins with Rho GDP dissociation inhibitor(Rho GDI)in Saccharomyces cerevisiae." Oncogene. 15. 417-422 (1997)

  • [文献書誌] Eguchi H.et al.: "A nuclear localization signal of human aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator/hypoxia-inducible factor 1 β is a novel bipartite type recognized by the two components of nuclear poretargeting complex." J.Biol.Chem.272. 17640-17647 (1997)

  • [文献書誌] Kose S.et al.: "Ran-unassisted nuclear migration of a 97kDa component of nuclear pore-targeting complex,occurring in a facilitated manner." J.Cell Biol.139. 841-849 (1997)

  • [文献書誌] Miyamoto Y.et al.: "Defferential modes of nuclear localization signal(NLS)recognition by three distinct classes of NLS-receptors." J.Biol.Chem.272. 26375-26381 (1997)

  • [文献書誌] Takai K.et al.: "Hepatocyte growth factor is constitutively produced by human bone marrow stromal cells and promotes erythropoiesis." Blood. 89. 1560-1565 (1997)

  • [文献書誌] Weimar,I.S.et al.: "Hepatocyte growth factor/scatter factor(HGF/SF)promotes adhesion of lymphoma cells to extra-cellular matrix molecules via α4β,and α5β,integrens." Blood. 89. 990-1000 (1997)

  • [文献書誌] Liu,K.et al.: "Change in hepatic handling of hepatocyte growth factor during liver regeneration in rats." Am.J.Physiol.(in press). (1998)

  • [文献書誌] Torok N.et al.: "Upregulation of molecular motor encoding genes during HGF-and EGF-induced cell motility." J.Biol.Chem.(in press). (1998)

  • [文献書誌] Nakamura T.et al.: "Induction of hepetocyte growth factor in fibroblasts by tumor-derived factors effects invasive growth of tumor cells : In vitro analysis of tumor-stromal interaction." Cancer Res.57. 3305-3313 (1997)

  • [文献書誌] Ishiwatari-Hayasaka,H.et al.: "Induction of cell death by chimeric L-selectin-Fas receptors." Int.Immunol.9. 627-635 (1997)

  • [文献書誌] Koyanagi Y.et al.: "Primary human immunodeficiency virus type 1 viremia and central nervous system invasion in a novel hu-PBL-immunodeficient mouse strain." J.Virol.71. 2417-2424 (1997)

  • [文献書誌] Yamada M.et al.: "Sulfonylurea receptor 2B and Kir6.1 form a sulfonilurea-sensitive but ATP-insensitive K+channel." J.Physiol.499. 715-720 (1997)

  • [文献書誌] O Horio Y.et al.: "Clustering and enhanced activity of an inwardly rectifying potassium channel,Kir4.1,by an anchoring protein,PSD-95/SAP90 family." J.Biol.Chem.272. 12885-12888 (1997)

  • [文献書誌] Hibino H.et al.: "An ATP-dependent inwardly rectifying potassium channel,KAB-2(Kir4.1),in cochlear stria vascularis of inner ear : its specific subcellular localization and correlation with the formation of endocochlear potential." J.Neurosci.17. 4711-4721 (1997)

  • [文献書誌] Ishii M.et al.: "Expression and clustered distribution of an inwardly rectifying potassium channel,KAB-2/Kir4.1,on mammalian retinal muller cell membrane ; Their regulation by insulin and laminin signals." J.Neurosci.17. 7725-7735 (1997)

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公開日: 1999-03-15   更新日: 2016-04-21  

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