生体レベルにおけるカスパーゼ生理機能とその制御メカニズムの遺伝学的解析

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カスパーゼは細胞死のメディエーターとして機能するシステインプロテアーゼであり、線虫からほ乳類まで保存されている。しかしながらその後の研究から、カスパーゼは細胞死実行のみならず、細胞分化、増殖、移動および炎症性サイトカインの放出といったさまざまな生理現象にも関与していることが明らかとなってきた。我々はこれまでに、細胞死以外の細胞機能に関与するカスパーゼ活性調節因子をスクリーニングにより同定した。この解析の中で我々は、FRET型のカスパーゼ活性インディケーター(SCAT)を用いて、個体レベル・単一細胞レベルでの段階的カスパーゼ活性を検出する方法を確立した。以降、生体レベルにおけるカスパーゼの生理機能を、このSCATを用いて解析している。今年度の本研究において特に注目したカスパーゼの生理機能は、周辺細胞に対する代償性増殖因子の放出である。死ぬ細胞が組織の中で自分の消失した間隙を埋めるように周りの細胞に対して増殖因子を分泌すると考えられ、「代償性増殖」として位置づけられている。この代償性増殖を誘導する細胞死シグナルの一つとしてショウジョウバエcaspase-9が、当研究室を含めた研究グループから報告された。代償性増殖因子は死ぬ細胞から放出されるため、死ぬ細胞が死なずに停滞する、または除去されない場合には、周りの細胞に過剰な増殖がみられるため、がん化のリスクを上昇させてしまうであろう。平成19年度に行った研究において、我々はショウジョウバエcaspase-9の活性を検出するSCATプローブを作製し、代償性増殖を誘導した組織において、caspase-9の強い活性上昇を検出した(未発表)。また、caspase-9による代償性増殖過剰モデルを用いて、RNAiクリーニング行い、過剰増殖を抑制する系統を複数得た。候補タンパク質がcaspase-9によって切断されることを、培養細胞を用いた実験により確認し、基質としてin vivoでどのような生理機能を発揮するか、さらなる解析が必要である。