骨形成因子が神経栄養因子活性を持つことの生物学的意義の解明

阐明具有神经营养因子活性的骨形态发生因子的生物学意义

• 批准号: 11877385
• 负责人: 河野 通明
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Nagasaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 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-11877385/
• 关键词: 骨形成因子; TGFβスーパーファミリー; 多機能因子; 神経栄養因子; PC12細胞; p38MAPキナーゼ; GABA作動性神経細胞

1.骨形成因子(BMP)-2は、胎生16日目のラット胎仔脳より単離した線条体神経細胞の生存をコントロ-ルの約2.4倍と顕著に促進し、これは検討した他のTGF-βス-パ-ファミリ-因子の中では最も高活性であった。また、BMP-2は線条体神経細胞の生存維持だけではなく、神経突起の伸長をも顕著に促進した。次にBMP-2の上記両活性の濃度依存性を検討した結果、いずれも0.01ng/mlという低濃度から誘起され、それはいずれも1ng/mlで最大となった。なお、BMP-2がその生存を維持した神経細胞は、線条体神経細胞の大部分を占めるGABA作動性神経細胞であった。さらに、BMP-2の線条体GABA作動性神経細胞に対する生存維持活性は、グリア細胞増殖抑制剤(5-FdUR)の存在下においても全く影響を受けなかった。これより、BMP-2は線条体GABA作動性神経細胞の生存を直接的に維持するという新たな機能を持つことを明らかにした。2.BMP-2の神経栄養因子作用発現のシグナル系を、BMP-2刺激に応答して神経様細胞への分化が誘導されるPC12細胞を用いて解析した。その結果、(i)BMP-2刺激したPC12細胞においては特徴的にp38MAPキナ-ゼが活性化される、(ii)p38MAPキナ-ゼに対する特異的阻害剤(SB203580)はBMP-2のPC12細胞に対する神経様細胞分化誘導作用を濃度依存的の阻害する、(iii)BMP-2のPC12細胞に対する分化誘導作用は、p38MAPキナ-ゼのリン酸化/活性化に直接関与するMKK3/6のDominant Negative遺伝子の導入によって選択的に抑制される、(iv)MKK3/6のConstitutive Active遺伝子の導入はPC12細胞を神経様細胞へと分化誘導し、それはSB203580添加で阻害される、ことなどを見出した。即ち、BMP-2はp38MAPキナ-ゼ系の活性化を介してPC12細胞を神経様細胞へと分化誘導することを明らかにした。

1. Bone morphogenetic factor (BMP)-2 is the most active factor in promoting the survival of somatic cells by about 2.4 fold at birth and 16 days after birth. BMP-2 promotes the survival and maintenance of linear neurons and the elongation of neural processes. The concentration dependence of BMP-2 activity was investigated. The results showed that the concentration of BMP-2 was 0.01 ng/ml and the concentration of BMP-2 was 1ng/ml. BMP-2 is the most important factor in maintaining the survival of neurons. In the presence of 5-FdUR, BMP-2 and GABA-activated neurons are affected by the overall survival activity. BMP-2 is a linear GABA-activated neuron that directly maintains its function. 2. The expression of BMP-2 and its neurotrophic factors in PC-12 cells was analyzed in response to BMP-2 stimulation. Results: (i)BMP-2 stimulation of PC12 cells in response to characteristic p38MAP activation;(ii)p38MAP activation by specific inhibitors (SB203580) concentration-dependent inhibition of BMP-2 in PC12 cells on induction of differentiation in neurons;(iii) inhibition of BMP-2 in PC12 cells on induction of differentiation in neurons; p38MAP activation/acidification directly related to introduction of MKK3/6 dominant Negative gene;(iv) The introduction of MKK3/6 Constitutive Active gene into PC12 cells induced neuronal differentiation, and the addition of SB203580 inhibited cell differentiation. That is, BMP-2 mediates the activation of p38MAP in PC12 cells and the induction of cell differentiation.

项目成果

Iwasaki,S.: "Specific activation of the p38 Mitogen-activated protein kinase signaling pathway and induction of neurite outgrowth in PC12 cells by bone morphogenetic protein-2"J.Biol.Chem.. 274巻. 26503-26510 (1999)

Iwasaki, S.：“骨形态发生蛋白 2 特异性激活 p38 丝裂原激活蛋白激酶信号通路并诱导 PC12 细胞中的神经突生长”J.Biol.Chem.. 274. 26503-26510 (1999)

Fuji,K.: "Synthesis of extremely simplified compounds possessing the key pharmacophore units of taxol,phenylisoserine and oxetane moieties"Chem.Pharm.Bull.. 47巻. 1334-1337 (1999)

Fuji, K.：“具有紫杉醇、苯基异丝氨酸和氧杂环丁烷部分的关键药效​​团单元的极其简化的化合物的合成”Chem.Pharm.Bull.. vol. 47. 1334-1337 (1999)