出芽酵母をモデルとした、細胞周期停止の持続による細胞死誘導機構の解明

以酿酒酵母为模型，通过持续细胞周期停滞阐明细胞死亡诱导机制

基本信息

批准号：
20058002
负责人：
田中耕三
金额：
$ 2.56万
依托单位：
Tohoku University
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20058002/
关键词：
出芽酵母細胞周期ノコダゾール細胞死アポトーシス

项目摘要

本研究は、遺伝学的解析に優れた出芽酵母を用い、紡錘体チェックポイントの活性化が持続した場合の細胞死誘導機構を解明することを目的とする。微小管とキネトコアの結合に異常がある場合には、紡錘体チェックポイントが活性化され細胞周期の停止が起こる。これが持続すると最終的に細胞死に至るが、この細胞死の機構については不明な点が多い。我々は平成20年度に、出芽酵母を微小管重合阻害剤であるノコダゾールで長時間処理した際の変化を観察し、10時間後で約40%の細胞死が起こることを明らかにした。細胞周期解析の結果、この細胞死は細胞が細胞分裂期にとどまった状態で起こっていた。またノコダゾール処理した細胞の核を観察したところ、変形、断片化が認められ、アポトーシスが起こっている可能性が示唆された。平成20年度の結果をふまえ、平成21年度にはノコダゾール処理による細胞死の過程についてさらに詳細な検討を行った。その結果、ノコダゾール処理した細胞ではアポトーシスに特徴的なDNAの断片化が起こっていることがわかった。さらに、別のアポトーシスの指標であるフォスファチジルセリンの細胞外への露出が起こっていることも明らかになった。一方、細胞融解やオートファジーなど、アポトーシス以外の細胞死に特徴的な指標は認められなかった。これらのことから、ノコダゾールで持続処理した酵母では、アポトーシスによる細胞死が起こることが示唆された。Vinca alkaloidやtaxolといった微小管に作用する薬剤は、多くのがんの治療に広く用いられている。本研究により、ノコダゾール処理した出芽酵母が、微小管に作用する薬剤による細胞死機構を解析するモデルになることが示唆された。酵母でこの細胞死機構に関与する分子を明らかにすることにより、抗がん剤の作用機序の解明およびより有効ながん治療の開発に貢献することが期待される。

这项研究旨在阐明当使用芽酵母持续纺锤体检查点时细胞死亡的机理，这在遗传分析中非常出色。如果微管和动力学的结合存在异常，则激活主轴检查点并发生细胞周期停滞。如果这持续存在，细胞死亡最终将导致细胞死亡，但是关于这种细胞死亡的机制有许多未知数。在2008年，我们观察到芽酵母在长期以来用微管聚合抑制剂（一种微管聚合抑制剂）处理时发生了变化，并揭示了10小时后大约40％的细胞死亡发生。细胞周期分析表明，这种细胞死亡发生在细胞保持有丝分裂阶段时。此外，当我们观察到经诺科唑治疗的细胞的核时，会观察到变形和碎片化，这表明可能发生凋亡。根据2008年2008年的结果，我们对诺科唑治疗引起的细胞死亡过程进行了进一步的详细研究。结果，发现DNA片段化是凋亡的特征，发生在诺科唑治疗的细胞中。还揭示了磷脂酰丝氨酸的细胞外暴露是另一个凋亡的指标。另一方面，没有观察到细胞死亡的指标，例如细胞裂解或自噬。这些结果表明，凋亡诱导的细胞死亡发生在已用诺科唑治疗的酵母中。微管作用剂（如VINCA生物碱和紫杉醇）被广泛用于许多癌症的治疗。这项研究表明，经诺科唑处理的糖酵母可以是分析由作用于微管上的药物引起的细胞死亡机制的模型。通过阐明酵母中这种细胞死亡机制所涉及的分子，预计将有助于阐明抗癌药物的作用机理以及更有效的癌症治疗方法。