リン酸化耐性ミュータントを用いたpRB癌抑制分子ファミリーの機能解析

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pRB,p107およびp130から構成されるpRB癌抑制蛋白ファミリーの機能制御におけるリン酸化の役割を明らかにするため、サイクリン-サイクリン依存性キナーゼ(CDK)を介するリン酸化に対し完全に抵抗する人工改変pRBファミリー分子を作製した。これらミュータント分子は野生型分子と同様のE2F結合能、E1A結合能ならびにサイクリン結合能(p107およびp130の場合)を保持しており、多重の変異導入にもかかわらず、機能的に活性型の構造が保持されていることが確認された。野生型ならびにリン酸化抵抗性のpRBファミリー分子を、p16^<INK4A>欠損の結果サイクリンD-CDK4/6活性が異常に亢進しているU2-OS骨肉腫細胞に導入したところ、野生型pRBファミリー分子は細胞増殖抑制活性を全く示さなかったのに対し、リン酸化抵抗性pRBファミリー分子はいずれも細胞をG1期に増殖停止させる能力を有していた。次に、野生型ならびにリン酸化抵抗性pRBファミリー分子をSAOS2骨肉腫細胞株に導入したところ、細胞は増殖を停止するとともに細胞分化/老化様の形態学的変化と考えられる巨大な単核のフラット細胞形成を引き起こした。野生型pRBファミリー分子によって誘導されるフラット細胞形成は、サイクリンEを異所性に発現させることにより完全に阻止されたが、リン酸化抵抗性分子により引き起こされるフラット細胞形成はサイクリンEの共発現に対して完全に抵抗した。以上の結果から、pRBファミリー分子はサイクリンD-CDKならびにサイクリンE-CDKを介するリン酸化により包括的に機能制御されることが明らかとなった。本研究成果から、CDK阻害分子の機能異常にともなうpRBファミリー分子の系統的な不活化が細胞種・細胞系列を超えた発癌の普遍的な分子基盤として要求されることが強く示唆される。