放射線によって誘導されるJNKを利用した感受性予測

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15790654
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 榎本 敦 東京大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (20323602)
• Keywords: JNK / ストレス応答 / アポトーシス / カスパーゼ / c-Jun

Research Abstract

JNKはMAPKファミリーのメンバーの1つで、放射線や温熱などのストレス、TNF-αなどの生理的因子によって活性化され、外界の情報を細胞内あるいは核内に伝達し、細胞応答を引き出す重要な役割を担っていると考えられている。哺乳類細胞では、JNKは、分子量46kDa,54kDaのタンパク質をコードする10種類のアイソフォームが知られている。私は、X線や温熱などの刺激に対してアポトーシスを誘導する細胞において、既知分子量とは異なる52kDa(p52)のJNKが誘導されてくることを見出した。さらにp52JNKの発現誘導は、p54JNKの発現量減少とパラレルな関係にあることがわかり、p52は、P54JNKの分解産物ではないかと考えられた。そこで、アポトーシスにおいて実効的な役割を担うシステインプロテアーゼの1つであるカスパーゼの阻害剤を用いて、p52発現誘導における影響を調べた。その結果、caspase-1,-4の阻害剤であるYVAD-CHOでは、X線照射後のP52発現誘導を抑制できなかったが、caspase-3,7の阻害剤であるDEVD-CHOでは、p52の発現とp54の発現量減少が完全に抑制された。さらにin vitroにおいて、リコンビナンドp54JNK1,P54JNK2はactive caspase-3によって切断されることが判明した。以上の結果からX線や温熱によってアポトーシスを起こす細胞にみられるp52JNKの誘導はp54JNKがカスパーゼによって切断された切断産物である。
カスパーセは哺乳類細胞では、14種類以上存在することがわかっている。先の結果からDEVD-CHOに感受性のあるカスパーゼcaspase-3,-7は基質タンパク質内のDXXDという配列を認識し、基質を切断する。しかしながらp54JNKのアミノ酸配列内にDXXD配列は存在しないことがわかったため、C端側に存在するatypicalな配列であるSDTDという配列に着目した。この配列のP1ポディションのDをAに置換した変異体を構築し、活性型caspase-3と反応させたところ、切断は抑制された。
以上のことより、p54JNKは、ストレス誘発アポトーシスにおいてカスパーゼ3によって切断されることが判明した。

Research Products

• [Publications] A.Enomoto et al.: "Decreased c-Myc expression and its involvement in X-ray-induced apoptotic cell death of human T-cell leukemia cell line MOLT-4"International Journal of Radiation Biology. 79. 589-600 (2003)
• [Publications] A.Enomoto et al.: "Caspase-mediated cleavage of JNK during stress-induced apoptosis."BiochemicalBiophysical Research. Commnications. 306. 837-842 (2003)
• [Publications] M.Tomita, N.Suzuki, M.Matsumoto, A.Enomoto et al.: "Wortmannin-enhanced X-ray-induced apoptosis of human T-cell leukemia MOLT-4 cells possibly through the JNK/SAPK pathway"Radiation Research. 160. 467-477 (2003)