ストレス応答キナーゼMTK1の活性制御機構とTGFβ情報伝達系における役割の解明

阐明应激反应激酶MTK1的活性控制机制及其在TGFβ信号转导系统中的作用

• 批准号: 14028019
• 负责人: 武川 睦寛
• 金额: $ 3.84万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14028019/
• 关键词: MAPキナーゼ; Smad; TGF-β

TGF-βは発癌抑制作用を有し、その下流のシグナル伝達分子であるSmad4は膵癌等で高率に遺伝子変異が見出されることから、癌抑制遺伝子であることが示唆さている。本研究ではTGF-βによるp38MAPKカスケードの活性化機構を分子レベルで明らかにし、またTGF-βの発癌抑制作用におけるp38活性化の意義を解明することを目的して実験を行った。様々な膵癌細胞株を用いて、TGF-β刺激後のp38MAPKの活性化を検討した結果、癌抑制遺伝子Smad4に変異を有する細胞では、TGF-βによるp38活性化が強く抑制されており、さらに、これらの細胞に正常Smad4遺伝子を導入することでp38の活性化が回復することを見出した。また、TGF-β応答細胞にドミナントネガティブSmad4変異体を導入するとp38の活性化が阻害された。以上の結果からTGF-βは、Smad依存的な遺伝子発現を介してp38MAPKカスケードを活性化することが示唆された。さらにSmadにより発現誘導され、p38の活性化に機能する遺伝子としてGADD45βを同定した。GADD45βはp38経路のMAPKKK、MTK1の活性化因子である。またTGF-βによるp38活性化はドミナントネガティブMTK1変異体やアンチセンスGADD45βにより有意に抑制された。以上の結果から、TGF-β刺激によりSmad依存的にGADD45βが発現誘導され、MTK1を介してp38MAPKを活性化するという新規シグナル伝達機構の存在が明らかになった。さらにcDNAアレイ法を用いて、Smad依存的p38活性化により発現誘導される遺伝子のスクリーニングを行った結果、そのような遺伝子の一つとして腫瘍血管新生抑制因子TSP-1を同定した。実際、癌抑制遺伝子Smad4に変異を有する細胞ではTGFβ刺激後のp38活性化とTSP-1の発現が共に消失していることから、Smad4の機能喪失に伴うp38MAPK経路の活性化異常が発癌に深く関与することが示唆された。

TGF-β具有抑制癌症的作用，下游信号分子Smad4在胰腺癌等中具有高突变的速率，这表明它是抑制癌症的基因。在这项研究中，我们进行了一个实验，目的是阐明TGF-β在分子水平上通过TGF-β激活p38mapk级联的机制，并阐明p38激活在TGF-β对TGF-β对癌变发生的抑制作用中的重要性。我们研究了使用各种胰腺癌细胞系TGF-β刺激后p38MAPK的激活，并发现在肿瘤抑制基因中突变的细胞中，TGF-β激活TGF-β的p38激活被强烈抑制，并且通过在这些细胞中引入正常SMAD4基因来恢复p38激活。此外，将显性负Smad4突变体引入TGF-β响应性细胞抑制了p38的激活。以上结果表明，TGF-β通过SMAD依赖性基因表达激活p38mapk级联反应。此外，GADD45β被鉴定为由SMAD表达并在p38激活中起作用的基因。 GADD45β是p38途径中MAPKKK和MTK1的激活剂。此外，TGF-β的p38激活被显性的负MTK1突变体和反义GADD45β显着抑制。以上结果揭示了存在一种新型信号传导机制，其中通过刺激TGF-β以Smad依赖性方式表达GADD45β并通过MTK1激活p38mapk。此外，将cDNA阵列方法用于筛选由SMAD依赖性p38激活表达的基因，因此，将肿瘤血管生成抑制TSP-1鉴定为一种这样的基因。实际上，在肿瘤抑制基因SMAD4中突变的细胞中，TGFβ刺激后的p38激活和TSP-1表达消失了，这表明p38mapk途径的异常激活伴随着SMAD4功能的丧失，与癌变非常涉及。

项目成果

T Matsunaga: "Analysis of gene expression during maturation of immature dendritic cells derived from peripheral blood monocytes"Scand. J. Immunol.. 56・6. 593-601 (2002)

T Matsunaga：“来自外周血单核细胞的未成熟树突状细胞成熟过程中的基因表达分析”Scand.J.Immunol..56·601(2002)。

武川 睦寛: "ストレス応答MAPキナーゼ"蛋白質・核酸・酵素. 47・11. 1379-1389 (2002)

Mutsuhiro Takekawa：“应激反应 MAP 激酶”蛋白质、核酸和酶 47・11（2002 年）。

Hiroaki Mita: "Regulation of MTK1/MEKK4 kinase activity by its N-terminal autoinhibitory domain and GADD45 binding"Mol. Cell. Biol.. 22・13. 4544-4555 (2002)

Hiroaki Mita：“MTK1/MEKK4 激酶活性的 N 末端自动抑制结构域和 GADD45 结合”Mol Cell. 22・13（2002）。

T Shonai: "MEK/ERK pathway protects ionizing radiation-induced loss of mitochondrial membrane potential and cell death in lymphocytic leukemia cells"Cell Death and Different. 9・9. 963-971 (2002)

T Shonai：“MEK/ERK 途径保护淋巴细胞白血病细胞中电离辐射诱导的线粒体膜电位损失和细胞死亡”Cell Death and Different 9・9。

中山 一郎: "マウス・ヒトキメラ抗erbB-2抗体を用いたアポトーシス誘導機序の検討"日本分子腫瘍マーカー研究会誌. 18. 41-42 (2002)

中山一郎：“使用小鼠-人嵌合抗erbB-2抗体的细胞凋亡诱导机制的研究”日本分子肿瘤标志物研究会杂志18. 41-42（2002）。