Axinを介入するβ-cateninの分解機構の解析

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10878107
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 菊池 章 広島大学, 医学部, 教授 (10204827)
• キーワード: Axin / β-catenin / Wntシグナル伝達 / Tcf / SW480細胞

研究概要

AxinはWntシグナル伝達系抑制因子として同定されたが、その作用機構は不明であった。本研究ではAxinのWntシグナル伝達系における役割を解析した。SW480細胞はAPCのC端側半分が欠損しているために、β-cateninが分解されずに細胞質に蓄積している。このSW480細胞にAxinを発現させるとβ-cateninが著しく減少した。また、COS細胞にAxinを発現させるとパルスラベルされたβ-cateninの半減期が短縮した。したがって、Axinがβ-cateninの分解を促進することは決定的である。Axinのdeletion mutantsをSW480細胞に発現させるとN端側300個のアミノ酸を除去した場合はAxinのβ-catenin分解能には変化が無かったが、C端側100個のアミノ酸を除去するとAxinのβ-catenin分解能は消失した。この部位にはDIXドメインが含まれているので、DIXドメインはAxinの機能に重要であると考えられた。Wntシグナルがβ-cateninの安定化を促進することはよく知られている。そこで、AxinのWntシグナル依存性のβ-catenin蓄積に対する影響を調べるために、L細胞にAxinを恒常的に発現させた細胞株を樹立した。本細胞株にWnt-3aを作用させてもβ-cateninの蓄積は観察されなかった。転写因子のTcf-4はβ-cateninにより活性化される。野生型のL細胞ではWnt-3aはTcf-4を活性化したが、Axinを発現させたL細胞では活性化されなかった。これらの結果から、AxinはWnt依存性のβ-cateninの蓄積とTcfの活性化を抑制することにより、Wntシグナル伝達系を制御すると考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Ikeda, S.: "Axin, a negative regulator of the Wnt signaling pathway, forms a complex with GSK-3β and β-catenin and promotes GSK-3β-dependent phosphorylation of β-catenin." EMBO J.17・5. 1371-1384 (1998)
• [文献書誌] Yamamoto, H.: "Axil, a member of the Axin family, interacts with both glycogen synthase kinase 3β and β-catenin and inhibits axis formation of Xenopus embryos." Mol.Cell.Biol.18・5. 2867-2875 (1998)
• [文献書誌] Kishida, S.: "Axin, a negative regulator of the Wnt signaling pathway, directly interacts with adenomatous polyposis coli and regulates the stabilization of β-catenin." J.Biol.Chem.273・18. 10823-10826 (1998)
• [文献書誌] Kishida, M.: "Axin prevents Wnt-3a-induced accumulation of β-catenin." Oncogene. 18・4. 979-985 (1999)
• [文献書誌] Kishida, S.: "DIX domains of Dvl and Axin are necessary for protein interactons and their ability to regulate-catenin stability." Mol.Cell.Biol.in press. (1999)
• [文献書誌] Yamamoto, H.: "Phosphorylation of Axin, a Wnt signal negative regulator, by glycogen synthase kinase-3β regulates its stability." J.Biol.Chem.in press. (1999)