新規MAPキナーゼ制御因子Sprouty/Spredの発生と癌における機能解析

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Ras-Raf-ERK経路の正および負の制御因子は多数知られているが、我々が発見したSprouty/Spredファミリーもそのひとつである。Sprouty/Spredファミリー分子は、増殖因子やサイトカインによるERK経路活性化を抑制する調節因子である。哺乳類ではSproutyは4種類、Spredは3種類報告されている。我々はSprouty/Spredファミリーの生理的な役割を明らかにするためにSprouty/Spredファミリーのノックアウト(KO)マウスを作製し、解析を行ってきた。胎仔期においてSpred1, Spred2は似通った発現パターンを示し、抑制機能に差を認めない事から相補的に働くことが予想されたため、Spred1,Spred2のダブルノックアウト(DKO)マウスを作製した。Spred1/Spred2 DKO胎仔は胎生12.5日から15.5日にかけて100%致死であり、著明な出血、浮腫を認めた。in vitro、 in vivoの解析から、Spred1/Spred2 DKO胎仔ではリンパ管発生に必須のVEGF-C/VEGFR-3シグナルが過剰に入ることにより、血管はほぼ正常であるがリンパ管の発生異常が起こり死亡することが明らかとなった。一方、Sprouty2/Sprouty4 DKO胎仔も胎生12.5日までに血管の異常を認め100%致死であり、Sprouty4KOマウスにおいては血管新生に重要なVEGF-A/VEGFR-2シグナルが過剰に入り、血管密度の増加、血管新生の亢進を認めるが、リンパ管はほぼ正常であった。 以上より、Sproutyは血管新生、VEGF-A/VEGFR-2シグナルの調節因子として、Spredはリンパ管発生・新生、VEGF-C/VEGFR-3ジグナルの調節因子として使い分けられている事が示唆された。その機構の解析の過程で、VEGF-A/VEGFR-2シグナルはRas非依存性(PLC-PKC依存性)にRaf-ERK活性化を引き起こし、VEGF-C/VEGFR-3シグナルはRas依存性にRaf-ERK活性化を引き起こすことが明らかとなり、Ras非依存性のERK活性化をSproutyが、Ras依存性のERK活性化をSpredが抑制しているというモデルを提唱している。さらに最近我々はベルギー、フランス、アメリカとの国際共同研究において、カフェオレ斑を持つが、NF1遺伝子に変異を認めない家族性優性遺伝の神経線維腫症1型様患者での解析において、ヒトSPRED1に多数の変異を発見し報告した。SPRED1は'neuro-cardio-facial-cutaneous'(NCFC)症候群の原因遺伝子の一つであり、新しい癌抑制遺伝子の候補であることが示唆された。