PC12細胞における抑制型Smadを介するアポトーシス誘導機構の解析

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これまでの研究で、交感神経様細胞であるPC12細胞において、抑制型Smadを構成的に強制発現した場合、細胞死が誘導された。細胞死の形態はアポトーシス様であると考えられる。その理由として抑制型Smadが直接的に関わったことが考えられる。またその時確認される、繊維芽細胞増殖因子受容体(FGFR)の発現抑制が細胞死誘導に関わっている可能性も否定できない。これらの可能性を検証するために、Smadの働きを解析した。以前の研究で、FGFRの発現が骨形成タンパク質(BMP-2)によって上昇することを見いだした。通常はBMP-2のリガンド刺激をいくら強くしても、PC12細胞にはアポトーシスが誘導されないことを確認した。BMP-2は抑制型Smadの遺伝子発現を誘導することは既知である。化学物質誘導型の抑制型Smad発現細胞の作成を試みたが、その発現量は期待以下のレベルであった。しかし発現量とアポトーシス細胞の割合には相関性があった。次にBMP-2影響下のもとで抑制型Smadを強制発現させた場合、FGFR-1の遺伝子発現は、抑えられることが判明した。しかしこの実験系で用いた一過的な強制発現系の場合、アポトーシスにまでは至らなかった。また反対に受容体制御型Smadを強制発現させた場合、FGFRの発現が増強された。このことから、FGFRの発現には、BMPによって活性化されるSmadが関わっていることが判明した。最終的にはSmadがリン酸化を受けることが生化学的実験手法を用いて確認された。また交感神経様に分化する細胞の割合は、FGFRの発現に依存していたものの、Smad以外に活性化するシグナル伝達経路は、本研究では確認されなかったことからも、リン酸化を介する以外の誘導メカニズムは想定されない。