骨芽細胞のアポトーシスと蛋白質脱リン酸化

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11671806
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 羽地 達次 徳島大学, 歯学部, 教授 (50156379)
• Keywords: apoptosis / osteoblast / protein phosphatase / okadaic acid / calyculin A

Research Abstract

骨芽細胞の性質を有するヒト骨肉腫細胞、Saos-2とMG63及びマウス骨芽細胞、MC3T3-E1を蛋白質脱リン酸化酵素阻害剤、オカダ酸とカリクリンAで処理すると、これらの細胞は球形に変化し、シャーレより浮遊し、ミトコンドリア活性は急激に減少して、細胞死を引き起こす。この細胞死はクロマチンの凝集、核の断片を伴っていた。さらにオカダ酸とカリクリンAは濃度および時間依存的に骨芽細胞のDNAラダー形成を誘導し、その至適濃度はそれぞれ、20nMと2nMであった。これらの濃度はインビトロで細胞内のPP1とPP2Aを阻害する濃度である。よって、細胞内の蛋白質脱リン酸化酵素活性を阻害することにより、これらの阻害剤は骨芽細胞にアポトーシスを誘導するものと考えられる。アポトーシスは遺伝子に組み込まれた積極的な細胞死であるため、細胞死の実行には特異蛋白の新生またはその活性化が必須である。オカダ酸により誘導されるMG63細胞のアポトーシスは蛋白合成阻害剤、サイクロヘキシミド、ピューロマイシン、とRNA合成阻害剤アクチノマイシンDにより抑制されるが、オカダ酸によるSaos-2細胞のアポトーシスはこれらの阻害剤によって抑制されない(Morimoto et al.1999)。このことは、細胞の種類により、アポトーシス誘導経路、およびその実行過程に差があることを意味する。PP1はそのアイソザイムの種類により、PP1α,PP1γ-1,PP1γ-2,PP1δに分類される。骨芽細胞におけるこれらの酵素の局在は特異的で、特にPP1δは核小体に強力に発現している。この発現様式はリボソームRNAの合成場と考えられ、硝酸銀により染色されるNucleolar Organizer Regions(NORs)の細胞内局在と酷似して興味深い。現在PP1δとNORsとの関係について検討中である。

Research Products

• [Publications] 羽地達次: "蛋白質リン酸化および脱リン酸化とアポトーシス(骨芽細胞、口腔粘膜細胞、唾液腺細胞を用いて)"九州歯科学会雑誌. 53(2). 343-350 (1999)
• [Publications] Yasuhiro Morimoto: "Extracts pf Actinobacillus actinomycetemcomitans induce apoptotic cell death in human osteoblastic MG63 cells."Journal of Dental Research. 78(3). 735-742 (1999)
• [Publications] Yasuhiro Morimoto: "The protein phosphatase inhibitors,okadaic acid and calyculin A,induce apoptosis in human submandibular gland cell line HSG cells."Oral Diseases. 5. 104-110 (1999)
• [Publications] Keiko Nakamura: "Prilocaine induces apoptosis in osteoblastic cells."Canadian Journal of Anaesthesia. 46(5). 476-482 (1999)
• [Publications] Hiroyuki Morimoto: "Inhibitors of protein synthesis and RNA synthesis Protect against okadaic acid-induced apoptosis in human osteosarcoma cell line MG63 cells but not in Saos-2 cells."Journal of Bone and Mineral Metabolism. 17(4). 266-273 (1999)
• [Publications] Yukoh Muraki: "Localization of Fas antigen in oral squamous cell caricinoma."British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 37. 37-40 (1999)
• [Publications] Yukoh Muraki: "The significance of PCNA labeling index at tumor invasion front in oral squamous cell carcinomas."Asian Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 11(1). 42-46 (1999)
• [Publications] Michi Fujita: "Induction of apoptosis in human oral squamous carcinoma cell lines by protein phosphatase inhibitors."European Journal of Cancer,Part B,Oral Oncology. 35. 401-408 (1999)
• [Publications] Koji Nakamura: "Molecular cloning and characterization of a novel dual specificity proteinphosphatase possibly involved in spermatogenesis."Biochemical Journal. 344(3). 819-825 (1999)
• [Publications] Chihiro Seta: "Fas expression and Fas monoclonal antibody-induced apoptosis in human squamous cell carcinoma cell line SCC-25 cells."Journal of Oral Pathology and Medicine. (in press).