口腔扁平上皮がんのカスパーゼカスケード活性化によるアポトーシス誘導

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13557172
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 戸塚 靖則 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (00109456)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安田 元昭 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 助教授 (90239765) ; 東野 史裕 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (50301891) ; 進藤 正信 北海道大学, 大学院・歯学研究科, 助教授 (20162802) ; 鄭 漢忠 北海道大学, 歯学部・附属病院, 講師 (80180066) ; 小林 正伸 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 助教授 (80241321)
• Keywords: アポトーシス / Bnip3 / 膜貫通ドメイン

Research Abstract

Caspaseは活性中心にシステインを持っているプロテアーゼで、アポトーシス誘導機溝において中心的役割を担っており、その活性化経路においてイニシエーターとエグゼキューターに分類でき、イニシエーターcaspaseが活性化されることにより下流でエグゼキューターcaspaseを活性化し,不可逆的アポトーシスを引き起こす。Caspaseの活性化経路・活性化機溝の調節にはBH(BCL-2 homology)ドメインを構造的にもつBcl-2 familyが重要な役割を演じていることが明らかになっている。この中でBH3ドメインのみをもつBH3 only proteinはアポトーシスの引き金となることが最近明らかになってきた。Bnip3はBH-3 only proteinの一つで、BH3ドメインと膜貫通(TM)ドメインを持ち、アポトーシスの誘導タンパクとして機能する。Bnip3とcaspaseの関係を明らかにすることを目的としてBnip3の膜貫通ドメインのアポトーシス誘導能における役割関係を検討した。
Bnip3とCED-3の単独遺伝子導入ではそれぞれ10%前後のアポトーシスが誘導された。両者の共導入では単独導入により誘導される細胞死の2倍以上のアポトーシスの誘導が認められ、相乗的なアポトーシスを誘導効果があることが示唆された。TMドメイン削除ミュータントとの共導入ではこのような相乗的効果は観察されなかった。さらに、Bnip3とCED-3の結合に関する検討を行い、Bnip3とCED-3がTMドメインを介さずに結合することが示唆された。Bnip3とCED-3の遺伝子をCos7に共導入したところ,本来細胞質中にびまん性に発現するCED-3が、ミトコンドリアへとその局在が変化することが確認された.
以上の結果から,Bnip3はCED-3とTMドメインを介さずに結合するが、相乗的アポトーシス誘導にはBnip3のTMドメインによるCED-3のミトコンドリアへの局在が必須であることが示唆された.