セリン-スレオニンキナーゼ型レセプターの細胞生物学的作用の研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14208087
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 宮園 浩平 東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (90209908)
• キーワード: TGF-β / 血管新生 / 血管内皮細胞 / 平滑筋細胞 / ES細胞 / シグナル伝達 / 受容体 / 細胞分化

研究概要

血管新生は創傷治癒や癌の悪性化に重要な役割を果たしており、その分子機構の解明は血管再生療法の開発や癌治療へ応用されることが期待されている。近年、骨髄由来の末梢血中に存在するFlk-1等を発現する血管内皮前駆細胞(EPC)が血管内皮細胞(EC)と平滑筋細胞(SMC)へと分化することにより新生血管の形成に関与することが示された。TGF-βシグナル因子の欠損は血管発生の異常を引き起こすことが示されているが、我々はEPCの増殖・分化におけるTGF-β受容体セリンスレオニンキナーゼのシグナルの役割を検討するために、ES細胞由来のFlk-1陽性細胞が血管細胞へと分化する系を用いて検討を行った。TGF-βはALK-1受容体を介してSmad1/5をリン酸化しId-1などの標的遺伝子の発現を誘導する一方、ALK-5受容体を介してSmad2/3をリン酸化しPAI-1などの発現を誘導する。定量的RT-PCRにより、ES細胞由来のECにおいてはALK-1とId-1が、SMCにおいてはALK-5とPAI-1が優位に発現していることが示された。またTGF-βの添加やALK-1、5の活性型受容体の発現により、ECとSMCの数や割合が変化することが示された。さらにTGF-βの添加によりECでのclaudin-5の発現が減少し、内皮シート構造の形成が阻害されることが示された。一方、TGF-β受容体セリンスレオニンキナーゼの抑制剤であるSB-431542はECの増殖とシート形成を促進し、より分化したECの形成に関与することが確認された。以上の結果により、未分化なEPCが血管へと分化する過程においてTGF-βセリンスレオニンキナーゼが血管細胞の増殖、分化、シート構造形成を調節していることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Mizuide, M., et al.: "Two short segments of Smad3 are important for specific interaction of Smad3 with c-Ski and SnoN"J.Biol.Chem.. 278・1. 531-536 (2003)
• [文献書誌] Ito, Y., et al.: "RUNX transcription factors as key targets of TGF-β superfamily signaling"Curr.Opin.Genet.Dev.. 13・1. 43-47 (2003)
• [文献書誌] Sasaki, T., et al.: "Lymphoid enhancer factor 1 makes cells resistant to transforming growth factor β-induced repression of c-myc"Cancer Res.. 63・4. 801-806 (2003)
• [文献書誌] Miyazawa, K., et al.: "Two major Smad pathways in TGF-β superfamily signaling"Genes Cells. 7・12. 1191-1204 (2002)
• [文献書誌] Ota, T., et al.: "Targets of transcriptional regulation by two distinct type I receptors for transforming growth factor-β in human umbilical vein endothelial cells"J.Cell.Physiol.. 199・3. 299-318 (2002)
• [文献書誌] Nishihara, N., et al.: "Functional heterogeneity of bone morphogenetic protein receptor-II mutants found in patients with primary pulmonary hypertension"Mol.Biol.Cell. 13・9. 3055-3063 (2002)