信号伝達性膜蛋白gp130を介したサイトカインの機能と作用機序の解析

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10480198
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 田賀 哲也 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (40192629)
• 研究分担者: 中島 欽一 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (80302892) ; 松尾 律子 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (00126260) ; 加藤 博明 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助手 (10152737)
• キーワード: サイトカイン / gp130 / 神経幹細胞 / 分化 / ニューロン / アストロサイト / STAT3

研究概要

<gp130の機能について>
1.神経幹細胞を多く含むと考えられる胎生145日目マウス終脳の神経上皮細胞の培養系にgp130刺激性サイトカインつまりIL-6ファミリーサイトカインの1種cardiotrophin-1(CT-1)とBMPファミリーサイトカインの一種BMP2とを同時添加することで相乗的なアストロサイトの分化を誘導することを見出した。
2.上記培養系にgp130刺激性サイトカインとしてoncostatin M(OSM)を用いた場合もBMP2の代わりにBMP7を用いた場合にも相乗的なアストロサイトの分化誘導を認めた。
3.胎生145日目マウス終脳の神経上皮細胞にIL-6ファミリーのサイトカインとBMPファミリーのサイトカインならびにそれぞれの受容体コンポーネントが発現することをRT-PCRにより示し、gp130刺激性サイトカイン(IL-6ファミリーサイトカイン)とBMPファミリーサイトカインによる相乗的なアストロサイト分化誘導は普遍的は現象であることを示唆した。
<gp130を介したサイトカインの作用機序について>
1.上述の培養系においてgp130刺激性サイトカイン(IL-6ファミリーサイトカイン)とBMPファミリーのサイトカインが相乗的にアストロサイトのマーカーGFAPを転写レベルで発現誘導することを見出した。
2.そのGFAP発現誘導には、それぞれのファミリーの下流で作用する転写因子STAT3とSmad1が関与していることを証明した上で、そのた。機能的相互作用は両転写因子の物理的会合によるものではないことを示した。
3.転写補助因子p300が転写因子STAT3とSmad1の双方に結合能を持つことを見出し、STAT3/p300/Smad1の3者複合体形成も証明した。
4.gp130刺激後の細胞内シグナルの主経路の一つ転写因子STAT3の活性化過程で見られるセリン727残基のリン酸化酵素の単離を試み、少なくとも大腸菌内でそのリン酸化を生じさせる分子を5種類単離した。3種類はキナーゼ、2種類は非キナーゼであったが、いずれも哺乳動物細胞においてgp130応答性を増大する機能が確認されなかった。

研究成果

• [文献書誌] M. Yanagisawa et al.: "Astrocyte differentiation of fetal neuroepithelial cells by interleukin-11 via activation of a common cytokine signal transducer, gp130, and a transcription factor, STAT3."J. Neurochem.. (in press). (2000)
• [文献書誌] J. Barasch et al.: "Mesenchymal to Epithelial Conversion in Rat Metanephros is Induced by LIF."Cell. 99. 377-386 (1999)
• [文献書誌] P. Jeddi et al.: "The effect on immunoglobulin glycosylation of altering in vivo production of immunoglobulin G."Immunology. 98. 475-480 (1999)
• [文献書誌] K. Nakashima et al.: "Astrocyte differentiation mediated by LIF in cooperation with BMP2."FEBS Lett.. 457. 43-46 (1999)
• [文献書誌] M. Yanagisawa et al.: "STAT3-mediated astrocyte differentiation from mouse fetal neoroepithelial cells by mouse oncostatin M."Neurosci. Lett.. 269. 169-172 (1999)
• [文献書誌] N. Kimura et al.: "A novel mammalian T-box-containing gene, Tbr2, expressed in mouse developing brain."Dev. Brain Res.. 115. 183-193 (1999)
• [文献書誌] N. Kimura et al.: "A brain region-specific gene product Lhx6.1 interacts with Ldb1 through tandem LIM-domains."J. Biochem.. 126. 180-187 (1999)
• [文献書誌] K. Nakashima et al.: "Developmental requirement of gp 130 signaling in neuronal survival and astrocyte defferentiation."J. Neurosci.. 19. 5429-5434 (1999)
• [文献書誌] X.. Sui et al.: "Soluble interleukin-6(IL-6) receptor with IL-6 stimulates megakaryopoiesis from human CD34+ cells through glycoprotein (gp) 130 signaling."Blood. 93. 2525-2532 (1999)
• [文献書誌] A. Kamiya et al.: "Fetal liver development requires a paracrine action of oncostatin M through the gp130 signal transducer."EMBO J.. 18. 2127-2136 (1999)
• [文献書誌] K. Nakashima et al.: "Synergistic signaling in fetal brain by STAT3-Smad1 complex bridged by p300."Science. 284. 479-482 (1999)
• [文献書誌] K. Nakashima et al.: "Recent Research Developments in Neurochemistry edt by S.G. Pandalai, Research Signpost (Trivandrum),"gp130-stimulating cytokines: Its signaling mechanism and roles in the nervous systems.. 8 (1999)