CREB/ATFファミリー蛋白群による血液細胞の増殖・分化・死の制御:造血器腫瘍の分子病体解析と分子標的療法への応用

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14571008
• Research Institution: Research Institute, International Medical Center of Japan
• Principal Investigator: 佐伯 久美子 国立国際医療センター, 研究所, 室長 (80322717)
• Keywords: CRE / レチノイン酸 / PU.1 / 細胞接着 / CD11b / 活性酸素産生能 / p67^<phox> / 細胞形態変化

Research Abstract

cAMP応答エレメント(CRE)はヒトゲノムに高頻度に分布する転写調節エレメントであり、その活性を制御しているcAMP応答エレメント結合蛋白(CREB)/活性転写因子(ATF)ファミリー蛋白群は胚細胞や神経・脂肪細胞で必須の機能を果たしていることが知られている。しかし血液細胞におけるこれらの蛋白群の機能はまだ理解されていない。研究代表者はこの点を明らかにするために、レチノイン酸刺激により食細胞へと分化するヒト単球芽細胞株を用いて、ここにdominant negative CREB(以下dn-CREB)を強制発現させることでCREB/ATFファミリー蛋白群の機能を阻害した際に、増殖・分化・死がどのような影響を受けるかを解析した。特に分化に関しては1)細胞接着能、2)活性酸素産生能、3)細胞形態変化、4)細胞増殖ブロックの4つの点から検討した。
結果は、dn-CREBを発現させることで未分化時の増殖速度は顕著に低下すること、しかし生存性は影響を受けないことが解った。またレチノイン酸刺激による分化の際にはdn-CREBの発現により1)細胞接着能、接着因子CD11bの発現、CD11bの発現を調節する転写因子PU.1の発現が低下し、2)活性酸素産生能、活性酸素産生酵素のコンポーネントであるp67^<phox>、p47^<phox>の発現、これらの発現を調節するPU.1(前述)の誘導が低下することが明らかとなった。しかし3)分化に伴う細胞形態変化(核のくびれ、細胞質内空胞の形成)は促進され、4)分化に伴う増殖ブロックは影響を受けないことが示された。
以上、ヒト血液細胞においてCREからの転写は1)未分化時の細胞増殖を促進し(生存性には影響せず)、2)分化に伴う細胞接着性および活性酸素産生能の獲得に必須の役割を果たし、3)分化に伴う細胞の形態変化は抑制し、4)分化に伴う増殖ブロックには影響を与えないことが明らかとなった。ここで分化と一口にいってもCREがその形質ごとに異なる関与をしていたことは注目すべき点である。
現在の未解決な問題として、いかにしてCREからの転写がa)未分化時の細胞増殖を促進し(サイクリンの発現は変化していない)、b)分化に伴う形態変化を抑制し、c)分化に依存してPU.1の発現を誘導するのか(PU.1のpromoter領域にconventionalなCREは存在していない)が残されている。これらに関しては15年度の当該研究において、遺伝子および蛋白の網羅的解析により明らかにしていく計画である。

Research Products

• [Publications] Saeki K, Saeki K, Yuo A: "Distinct Involvement of cAMP-response Element-dependent Transcriptions in the Functional and Morphological Maturations during Retinoid-mediated Human Myeloid Differentiation"Journal of Leukocyte Biology. (In press).
• [Publications] Saeki K, Okuma E, Yuo A.: "Recurrent growth factor starvation promotes drug resistance in human leukaemic cells."British Journal of Cancer. 86. 292-300 (2002)
• [Publications] Belmonte N, Phillips BW, Massiera F, Villageois P, Wdziekonski B, Saint-Marc P, Nichols J, Aubert J, Saeki K, Yuo A, Narumiya S, Ailhaud G, Dani C: "Activation of Extracellular Signal-Regulated Kinases and CREB/ATF-1 Mediate the Expression of CCAAT/Enhancer Binding Proteins beta and -delta in Preadipocytes"Molecular Endocrinology. 15. 2037-2049 (2001)
• [Publications] Saeki K, Yuo A, Koizumi M, Fujiwara K, Kaneko M, Takaku F, Yazaki Y: "CREB antisense oligonucleotides induce non-apoptotic cell death in proliferating leukemia cells, but not normal hematopoietic cells, by a bizarre non-antisense mechanism"Leukemia. 15. 238-245 (2001)