神経組織形成機構におけるASK1-MAPキナーゼ系の役割

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11152208
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 一條 秀憲 東京医科歯科大学, 歯学部, 教授 (00242206)
• 研究分担者: 斉藤 正夫 日本学術振興会, 特別研究員 ; 武田 弘資 東京医科歯科大学, 歯学部, 助手 (10313230)
• キーワード: ASK1 / アポトーシス / MAPキナーゼ

研究概要

本研究計画は、ASK1-MAPキナーゼ系の分子制御機構に着目し、特に神経細胞におけるASKlを介した死と分化のシグナル伝達経路を明らかにすることにより、神経組織形成機構の細胞内分子機構解明に努めた。まず、神経細胞死のin vitroモデル系として、NGF依存性神経細胞からのNGF枯渇によって誘導される細胞死におけるASK1-MAPキナーゼ系の役割を検討した。その結果、1)PC12細胞においてNGF除去によりASK1-MAPキナーゼ系が速やかに活性化され、2)ASK1のドミナントネガティブ変異体によってNGF除去による神経細胞死が部分的に抑制され、3)構成的活性化型ASK1を過剰発現させると顕著なアポトーシス誘導が観察された。以上のことから少なくとも神経細胞において神経栄養因子枯渇による細胞死にASK1-MAPキナーゼ系が深く関わっていることが示唆された。次に神経細胞分化におけるASK1-MAPキナーゼ系の検討した。NGFによって分化したPC12細胞とは異なり、未分化PC12細胞においては構成的活性化型ASK1を発現させると顕著な神経突起の伸張が誘導されるとともに、ニューロフィラメントのリン酸化、TauならびにtublinβIIIの発現上昇が認められ、神経細胞への分化が誘導されることが明かとなった。さらにASK1によって分化したPC12細胞は、血清非存在下でも長期に生存が維持されることが判明し、ASK1が分化のみならず生存シグナルも仲介しうることが示唆された。一方、アデノウイルスベクターを用いて構成的活性化型ASK1を未分化PC12細胞に過剰に発現させた場合には、NGFによって分化したPC12細胞と同様にJNKの活性化とともに細胞死が誘導された。これらの結果は、ASK1の作用が細胞の種類や分化状態によって異なりうることを示唆するとともに、ASK1の活性化の程度によって同一の細胞でも全く異なる反応性をもつことが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Wang, T.H.: "Microtubule dysfunction induced by paclitaxel initiates apoptosis through both c-jun N-terminal kinase (JNK)-dependent and -independent pathways in ovarian cancer cells"J. Biol. Chem.. 274. 8208-8216 (1999)
• [文献書誌] Ichijo, H.: "From receptors to stress-activated MAP kinases (review article)"Oncogene. 18. 6087-6093 (1999)
• [文献書誌] Yamamoto, K.: "BCL-2 is phosphorylated and inactivated by an ASK1/JNK pathway normally activated at G2/M"Mol. Cell Biol.. 19. 8469-8478 (1999)
• [文献書誌] Kanamoto, T.: "Role of apoptosis signal-regulating kinase in regulation of the Jun N-terminal Kinase pathway and apoptosis in sympathetic neurons"Mol. Cell Biol.. 20. 196-204 (2000)
• [文献書誌] Liu, H.: "Activation of apoptosis signal-regulating kinase1 (ASK1) by TNF receptor-associated factor-2 (TRAF2) requires prior dissociation of the ASK1 inhibitor Thioredoxin"Mol. Cell Biol.. 20. 2198-2208 (2000)
• [文献書誌] Takeda, K.: "Apoptosis Signal-regulating Kinase 1 (ASK1) Induces Neuronal Differentiation and Survival of PC12 Cells"J. Biol. Chem.. 275. 9805-9813 (2000)