放射線アポトーシスの分子経路と機構

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10480134
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 藤原 美定 神戸大学, 医学部, 教授 (70030848)
• 研究分担者: 野田 朝男 神戸大学, 医学部, 講師 (40294227)
• キーワード: 放射線 / アポトーシス / p53 / p53リン酸化 / ATM / Li-Fraumeni細胞 / アタキシア細胞 / ウオルトマンニン

研究概要

放射線(IR)アポトーシスのp53→Bax→caspase-3経路よりさらに上流のATM→p53シグナル異常がアポトーシスにどのように関るかを研究した。(1)ATMとp53のstatusの違いとIRアポトーシス感受性差:p53を発現しないp53-/-マウス胸腺細胞とReh(B-リンパ腫)とM059Jグリオーマ細胞、p53の133R変異をヘテロ接合性にもつLi-Fraumeni(LFS)細胞およびATM-Pl3Kキナーゼ変異をもつアタキシア(AT)細胞はIRアポトーシスに抵抗性であり、p53発現細胞(p53+/+胸腺、Black93)の高感受性と対照的であった。(2)ATM-Pl3Kセリンキナーゼによるp53 Ser-15リン酸化:野生型ATMをもつ細胞はp53 Ser-15をX線照射後時間依存性に高度にリン酸化し、Bax促進、Bcl-2抑制、p21発現を誘導したが、AT細胞のATM-P13K変異はSer-15をリン酸化せず、Bcl-2抑制、Bax促進、p21発現を変化させなかった。しかし、照射後c-AblとATMの結合はみられた。(3)DNA-PKを欠損するM059J細胞は二本鎖切断の末端結合ができず、分裂細胞死に高感受性であったが、変異p53のためにBaxとBcl-2転写とcaspase-3活性化に変化がなくIRアポトーシスに抵抗性であった。したがって、c-AblまたはDNA切断→ATM→p53転写因子活性化の上流シグナルは下流のBaxを促進し、ミトコンドリアでのBax/VDACによるcytochrome c誘離とcaspase-3活性化に重要であることが示された。(4)DNA-PKとATM-P13Kのセリンリン酸化を阻害する1-100μM wor tmanninはp53を発現するMolt-4細胞のIRアポトーシスを相加的に増加させたので、修復されない2本鎖切断がアポトーシスのシグナルになりうることを示唆した。

研究成果

• [文献書誌] Zhao,Q.-L.,Kondo,T.,Noda,A.Fujiwara,Y.: "Mitochondrial and intracellular free-calcium regulation of radiation-induced apoptosis in human leukemic cells"International Journal of Radiation Biology. 75(4). 493-504 (1999)
• [文献書誌] Yasui,Y.,Adachi,H.,Fujiwara,Y.Ishii,N.: "Protein carbonyl accumulation in aging dauer formation-defective (daf) mutants of Caenorhabditis elegans"J.ournal of Gerontology. 54A(2). B47-B51 (1999)
• [文献書誌] Noda,A.,Toma-Aiba,Y.Fujiwara,Y.: "A unique,short sequence determines p53 gene basal and UV-inducible expression in normal human cells"Oncogene. 19(1). 21-31 (2000)
• [文献書誌] 北徹、藤原美定: "「現代医学の基礎」第12巻、動脈硬化と老化."岩波書店. 212 (1999)