BMPsとアクチビンの細胞内シグナル伝達因子Smadの機能解析

BMP 和激活素的细胞内信号因子 Smad 的功能分析

• 批准号: 11152238
• 负责人: 今村 健志
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Japanese Foundation For Cancer Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11152238/
• 关键词: BMP; Smad; シグナル伝達; 転写因子

ボディーポランにおけるBMPsとアクチビンのシグナルの分子的な解明を目的とし、細胞内シグナル伝達分子Smadの作用について検討し、以下の知見を得た。まず、BMP-6のシグナル伝達機構を解析し、BMP-6が主にI型レセプターとしてActR-I、II型レセプターではActR-IIBとBMPR-IIに強く結合することを見い出した。その時には共通してSmad1とSmad5のリン酸化と核移行が認められ、もう一つのBMPに特異的なR-Smadと考えられているSmad8のリン酸化と核移行は認められなかった。次にBMPによるC2C12細胞の骨芽細胞への分化にSmadがどのように関わっていくかを、アデノウィルスベクターによる発現系を用いて検討した。BMP処理を行った細胞で、アルカリフォスファターゼ(ALP)活性の上昇が認められるが、Smad1及びSmad5を過剰発現された細胞ではその活性が更に増強された。しかしSmad2を過剰発現させた細胞ではコントロールと変らず、Smad6及びSmad7(抑制型Smad)を過剰発現させた細胞では、逆にALP活性の低下が認められた。これらのことから、C2C12細胞におけるBMPによる骨芽細胞への分化にSmadのシグナル伝達系が強く関与していると考えられた。さらに転写因子であるPEBP2/CBFがR-Smadと結合し協調的に作用していることを明らかにし、PEBP2/CBFがTGF-βsuperfamilyのシグナル伝達経路における核内tagetとして機能していることを示した。そして、共有型Smad4のMH2領域にあってαHelix3とαHelix4に挟まれた領域(H3/4loop)がSmadがhomooligomerを形成するのを抑制して、活性化したSmad2/Smad3と結合し転写を調節するのに重要であることを明らかにした。

The following observations were made on the molecular understanding of BMPs and the role of Smad in cells. The analysis of BMP-6 and BMP-6 is based on the analysis of ActR-I and ActR-II. Smad1, Smad5, Smad 6, Smad8, Smad 9, Smad 9, Smad The development of bone bud differentiation in C2C12 cells was studied in the middle of the study. The activity of ALP in BMP treated cells increased significantly, and the activity of Smad1 and Smad5 increased significantly. Smad2 was detected in the cells, and Smad6 and Smad7(inhibitory Smad) were detected in the cells. C2C12 cells were cultured in vitro, and bone marrow cells were cultured in vitro. PEBP2/CBF is a TGF-beta superfamily, and it has the function of a nuclear taget. In addition, the common Smad4 and MH2 domain contain αHelix3 and αHelix4, and the domain (H3/4 loop) contains Smad homooligomer formation. The inhibition and activation of Smad2/Smad3 binding are important in regulating Smad homooligomer formation.

项目成果

Fujii, M. et al.: "Roles of Bone Morphogenetic Protein Type I Receptors and Smad Proteins in Osteoblast and Chondroblast Differntiation"Mol Biol Cell. 10. 3801-3813 (1999)

Fujii, M. 等人：“骨形态发生蛋白 I 型受体和 Smad 蛋白在成骨细胞和软骨细胞分化中的作用”Mol Biol Cell。

Ebisawa T.et al.: "Characterization of bone morphogenetic protein-6 signaling pathways in osteoblast differentiation"J.Cell. Sci.. 112. 3519-3527 (1999)

Ebisawa T. 等人：“成骨细胞分化中骨形态发生蛋白 6 信号通路的表征”J.Cell。

Hanai, J.-i. et al.: "Interaction and functional cooperation of PEBP2/CBP with Smads. Synergistic induction of the immunoglbulin germline alpha promoter"J Biol Chem.. 274. 31577-31582 (1999)

哈奈，J.-i。

Tada, K. et al.: "Region between α-helices 3 and 4 of the Mad homology 2 domain of Smad4 : functional roles in oligomerformation and trunscriptional activation"Genes Cells. 4. 731-741 (1999)

Tada，K.等人：“Smad4的Mad同源2结构域的α-螺旋3和4之间的区域：寡聚体形成和转录激活中的功能作用”Genes Cells.4.731-741(1999)。