骨形成因子が神経栄養因子活性を持つことの生物学的意義の解明

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11877385
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 河野 通明 長崎大学, 薬学部, 教授 (00027335)
• キーワード: 骨形成因子 / TGFβスーパーファミリー / 多機能因子 / 神経栄養因子 / PC12細胞 / p38MAPキナーゼ / GABA作動性神経細胞

研究概要

1.骨形成因子(BMP)-2は、胎生16日目のラット胎仔脳より単離した線条体神経細胞の生存をコントロ-ルの約2.4倍と顕著に促進し、これは検討した他のTGF-βス-パ-ファミリ-因子の中では最も高活性であった。また、BMP-2は線条体神経細胞の生存維持だけではなく、神経突起の伸長をも顕著に促進した。次にBMP-2の上記両活性の濃度依存性を検討した結果、いずれも0.01ng/mlという低濃度から誘起され、それはいずれも1ng/mlで最大となった。なお、BMP-2がその生存を維持した神経細胞は、線条体神経細胞の大部分を占めるGABA作動性神経細胞であった。さらに、BMP-2の線条体GABA作動性神経細胞に対する生存維持活性は、グリア細胞増殖抑制剤(5-FdUR)の存在下においても全く影響を受けなかった。これより、BMP-2は線条体GABA作動性神経細胞の生存を直接的に維持するという新たな機能を持つことを明らかにした。
2.BMP-2の神経栄養因子作用発現のシグナル系を、BMP-2刺激に応答して神経様細胞への分化が誘導されるPC12細胞を用いて解析した。その結果、(i)BMP-2刺激したPC12細胞においては特徴的にp38MAPキナ-ゼが活性化される、(ii)p38MAPキナ-ゼに対する特異的阻害剤(SB203580)はBMP-2のPC12細胞に対する神経様細胞分化誘導作用を濃度依存的の阻害する、(iii)BMP-2のPC12細胞に対する分化誘導作用は、p38MAPキナ-ゼのリン酸化/活性化に直接関与するMKK3/6のDominant Negative遺伝子の導入によって選択的に抑制される、(iv)MKK3/6のConstitutive Active遺伝子の導入はPC12細胞を神経様細胞へと分化誘導し、それはSB203580添加で阻害される、ことなどを見出した。即ち、BMP-2はp38MAPキナ-ゼ系の活性化を介してPC12細胞を神経様細胞へと分化誘導することを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Hoshino,R.: "Constitutive activation of the 41-/43-kDa mitogen-activated protein kinase signaling pathway in human tumors."ONCOGENE. 18巻. 813-822 (1999)
• [文献書誌] Iwasaki,S.: "Specific activation of the p38 Mitogen-activated protein kinase signaling pathway and induction of neurite outgrowth in PC12 cells by bone morphogenetic protein-2"J.Biol.Chem.. 274巻. 26503-26510 (1999)
• [文献書誌] Hattori,A.: "Bone morphogenetic protein-2 promotes survival and differentiation of striatal GABAergic neurons in vitro in the absence of glial cell proliferation"J.Neurochem.. 72巻. 2264-2271 (1999)
• [文献書誌] Fuji,K.: "Synthesis of extremely simplified compounds possessing the key pharmacophore units of taxol,phenylisoserine and oxetane moieties"Chem.Pharm.Bull.. 47巻. 1334-1337 (1999)
• [文献書誌] 星野理香: "ヒト癌細胞におけるMAPキナ-ゼ系の異常とその制御"生化学. (印刷中)72巻. (2000)