Trkファミリーレセプターのシグナル伝達出発機構

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09680618
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 池内 俊彦 大阪大学, たんぱく質研究所, 助教授 (20093362)
• 研究分担者: 畠中 寛 大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (60208519)
• キーワード: 神経成長因子 / 脳由来神経栄養因子 / Trkレセプター / シグナル伝達機構 / 神経細胞分化 / 神経細胞死抑制 / 培養神経細胞

研究概要

本研究では、神経細胞におけるニューロトロフィンによるTrkファミリーレセプターを介した分化誘導と生存維持のシグナル伝達機構を解明することを目的としたが、まず生存維持シグナル伝達機構を解析した。Trkファミリーレセプターの活性化とphosphatidy11nositol 3-kinase(PI3-K)の活性化の間に働いているシグナル伝達タンパク質の解析と、PI3-Kの下流のAkt(Aktキナーゼ)のさらに下流の過程を解析した。
1、Trkファミリーレセプターを介したPI3-Kの活性化機構の解析
BDNFによるTrkBレセプターを介したPI3-Kの活性化に関与するシグナル伝達タンパク質の同定を行った。既に、TrkB発現PC12細胞や培養大脳皮質ニューロンや小脳顆粒細胞において抗PI3-K抗体で共沈するチロシンリン酸化タンパク質を数種類見い出している。これらドッキングタンパク質として、培養大脳皮質ニューロンではIRS-1(insu1in receptor substrate-1)とIRS-2が主として働いていること、それら以外にSHP-2も働いている(Grb2も関わっているかも知れない)ことを見い出している。他にも、約95kDaのチロシンリン酸化タンパク質を検出している。一方、培養小脳顆粒細胞においては、約95kDaのチロシンリン酸化タンパク質が主として働いていることが明らかとなり、このタンパク質は抗Gabl抗体で沈殿することからGabl(Grb2-associated binder-1)であることが同定された。Gab1は、N末端にPH(pleckstrin homology)ドメインを持つドッキングタンパク質であり、Trkファミリーレセプターによりリン酸化されて、PI3一Kの活性化に働く主要なシグナル伝達タンパク質と考えられる。さらに、小脳顆粒細胞でのBDNF刺激では上述したGablが主として働いているが、IGF-1刺激ではIRS-1,-2が主として働いていることが分かった。これらのことは、同じ細胞でのPI3-Kの活性化であっても、別のリガンド-レセプター系によっては別のドッキングタンパク質を介して活性化が引き起こされること、つまりドッキングタンパク質の使い分けがあることを示している。
2、 PI3-Kの下流のシグナル伝達機構の解析
培養小脳顆粒細胞において、PI3-Kの下流でAktが働いているが、そのさらに下流にはJNKの活性抑制とc-Junの発現抑制があることが分かった。今後は、Aktの活性化からJNKの活性抑制に至るシグナル伝達経路の解析を行う予定である。

研究成果

• [文献書誌] T.Ikeuchi: "MS-430,a synthetic pyrimidine derivative,influences the intrucellular signal transduction pathway leading to neuronal differentiation of PC12hcells" Journal of Biochemistry. 123. 423-430 (1998)
• [文献書誌] A.Nakatani: "Comparison of survival-promcting effects of brain-derived neurofrophic factor and neurotrophin-3 on PC12h cells stably expressing TrkB recepter" Journal of Biochemistry. 123. 707-714 (1998)
• [文献書誌] K.Shimoke: "Systhetic lipid products of PI3-kinase which are added to cuMure medium prevent low K^+-induced apoptosis of cerebellas granule neurons the Akt kinase activation" FEBS Letters. 437. 221-224 (1998)
• [文献書誌] T.Ikeuchi: "Apoptosis-inducing and -preventing signal transdiction pathways in cultured cerebellar granule neurons" Human Cell. 11. 125-140 (1998)
• [文献書誌] K.Shimoke: "Inhibition of phosphatidylinusitul 3-kinase activity eleceites c Jun N-terminal Kinase activity in apoptasis of cerebellar gramule neurons" Developmental Brain Research. 112. 245-253 (1999)
• [文献書誌] Y.Ishikawa: "Generation of reactive orygen speies,release of L-giutamate and activition of caspases are reguired for orygen-induaed apoptasis of embryonic hippecampal neurons in culture" Brain Reseach. (in press). (1999)
• [文献書誌] 下西康嗣: "たんぱく質ものがたり" 化学同人, 216 (1998)
• [文献書誌] 池内俊彦: "生命を学ぶ タンパク質の科学" オーム社, 150 (1999)