細胞死におけるシトクロムc漏出誘導因子の同定とその分子機構の解明

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12680695
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 清水 重臣 大阪大学, 医学系研究科, 助教授 (70271020)
• キーワード: アポトーシス / ミトコンドリア / Bax / シトクロムc

研究概要

本研究の目的は、多くのアポトーシスのシグナル伝達において必須の現象であるミトコンドリアの膜透過性亢進現象の分子機構を明らかにすることである。具体的には、1、Baxのミトコンドリアヘの移動を制御している蛋白の同定を行い、Bax移動のメカニズムを解明する、2、BaxやBid以外のミトコンドリア変化を惹起する蛋白を同定し、そのメカニズムを解明する、ことである。
1,Bax移動機構解析-正常細胞質画分中にBax結合蛋白質が存在することを見出した。免疫沈降法により、この蛋白質は14-3-3蛋白質であることを見いだした。14-3-3とBaxは正常細胞質中で結合しており、アポトーシスに伴って経時的に解離した。また、アポトーシス細胞の細胞質画分に14-3-3を添加するとBaxの移動が抑制され、14-3-3を免疫除去するとBax移動が促進された。これらの事実より、14-3-3は正常状態でBaxを細胞質中にとどめておく機能を有するものと考えられた。
2,新規シトクロムc漏出誘導因子同定-放射線を照射したラット胸腺より細胞質画分を調整しミトコンドリアと混和すると、ミトコンドリアからのシトクロムcが確認された。この作用は正常胸腺の細胞質画分では認められないためアポトーシスシグナルに関与するものと考えられる。FPLC等を用いてこの因子の同定に成功したが、実際、この因子のrecombinant蛋白質をミトコンドリアに投与すると、濃度依存的にシトクロムc漏出を誘導した。また、細胞株やラット胸腺を放射線照射すると、この蛋白質の細胞質濃度が上昇した。、これらの結果より本蛋白質は、放射線誘導性アポトーシスの誘導因子として重要であると考えられた。

研究成果

• [文献書誌] S.Shimizu, et al.: "Pro-apoptotic BH3-only Bcl-2 family members induce cytochrome c release, but not mitochondrial membrane potential loss, and do not directly modulate VDAC activity"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 97. 577-582 (2000)
• [文献書誌] Y.Tsujimoto, et al.: "Bcl-2 family : Life-or-death switch"FEBS lett.. 466. 6-10 (2000)
• [文献書誌] S.Shimizu, et al.: "BH4 domain of anti-apoptotic Bcl-2 family members closes VDAC, and inhibits apoptotic mitochondrial changes and cell death"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 97. 3100-3105 (2000)
• [文献書誌] S.Shimizu, et al.: "Electrophysiological study of a novel large pore formed by Bax and VDAC, which is permeable to cytochrome c"J. Biol. Chem.. 275. 12321-12325 (2000)
• [文献書誌] S.Shimizu, et al.: "Bax and Bcl-xL independently regulate apoptotic changes of yeast mitochondria that require VDAC but not adenine nucleotide translocator"Oncogene. 19. 4309-4318 (2000)
• [文献書誌] S.Shimizu, et al.: "Essential role of voltage-dependent anion channel in various forms of apoptosis in mammalian cells"J. Cell Biol.. 152. 237-250 (2000)
• [文献書誌] 清水重臣, 他: "新ミトコンドリア学"共立出版. 434 (2000)