Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

CIZ / ノックアウトマウス / アポトーシス / 生殖細胞 / BMP

CIZノックアウトマウス(CIZ(-/-)マウス)において、男性不妊症の一つであるGermlnal-cell aplasia with focal spermatogenesisに類似した精巣の変性が認められていたため、以下の解析を行った。まず精巣内におけるCIZの発現部位を確認したところCIZは生殖細胞に発現しており、セルトリ細胞、ライディッヒ細胞での発現は認められなかった。次に、TUNEL法を用いて精巣におけるアポトーシスの有無を調べたところ、CIZ(-/-)マウスの精巣では、アポトーシスを起こしている生殖細胞が増加していた。アポトーシスを起こしている細胞は、多くが一次精母細胞で、一部は二次精母細胞であった。精巣内でのアポトーシス亢進の原因としてセルトリ細胞の精子貧食能の増加が疑われたがCIZ(-/-)と野生型のセルトリ細胞で貧食能に差を認めなかった。一方CIZが、コラーゲンやマトリックスメタロプロテアーゼの転写を制御することやBMPシグナルを抑制することがこれまでに知られている。これらの異常がアポトーシス亢進の原因であるかどうかを調べるため、CIZ(-/-)マウスにおけるコラーゲンやマトリックスメタロプロテアーゼの発現を解析したが、いずれの発現分布もCIZ異なっていた。したがって、CIZ(-/-)マウスの精巣での表現形に関しては、コラーゲンやマトリックスメタロプロテアーゼの関与は考えにくい。一方、BMPシグナル関連では、Smad1の精巣内での発現部位を、免疫染色にて調べたところ、その発現はCIZを発現する細胞と一致した。また、文献上報告されているBMP8a,8bのノックアウトマウスの表現形はCIZ(-/-)マウスの表現形に近い。これらのことからCIZ(-/-)マウスの精巣における表現形は、CIZの欠損によりBMPシグナルに異常を来たすことが原因である可能性が示唆された。

LIF / 心筋梗塞 / プラスミド / 心臓リモデリング / VEGF / GFP / 骨格筋 / 共培養 / アポトーシス / 血管新生 / 骨髄細胞 / 遺伝子治療 / 幹細胞 / 心筋細胞 / 骨格筋細胞 / ANP / GATA / 心不全 / 心筋細胞分化 / BMP / TAK / Smad / ATF-2

leukemia inhibitory factor(LIF)の心臓に対する作用をマウスの心筋梗塞モデルを用いて検討した。心筋梗塞後のマウスの下肢にLIFのプラスミドを筋肉内注射したところ、2日後より血液中のLIF濃度は増加し、その後4週間後まで持続した。心筋梗塞を作成してから2週間後に心臓を評価した。LIFプラスミド注射群(LIF群)ではコントロール群に比べ、心筋梗塞後の心機能の低下や心臓リモデリングは軽減していた。梗塞境界領域での心筋細胞のアポトーシス数もコントロール群に比べLIF群で減少していた。LIF群ではVEGFの発現の亢進と血管内皮細胞の増加が認められたことより、LIFによる血管新生が心筋細胞のアポトーシスを減少させている可能性が示唆された。増殖している細胞の核で発現するKi-67蛋白の抗体で免疫染色をおこなったところ、LIF群では梗塞境界領域でKi-67陽性の心筋細胞が認められた。次にGFPトランスジェニックマウスの骨髄細胞を野生型マウスに移植し心筋梗塞を作成して解析をおこなった。LIF群ではコントロール群に比べ2週間後の梗塞境界領域におけるGFP陽性細胞数が増加していた。さらにこのGFP陽性細胞が心筋細胞や血管内皮細胞であることを確認した。今回の研究でウイルスベクターを使わなくとも、プラスミドの筋肉内注射のみで有効な治療効果が得られることも明らかとなった。
骨格筋内に心筋細胞へ分化可能な細胞が存在するか否かを検討するため、GFPを過剰発現するマウスの骨格筋由来細胞を単離し、1)新生仔ラットの心筋細胞と共培養、2)骨格筋由来細胞の単独培養、3)心筋細胞と培養液のみ共有するdouble chamber法による共培養、の3通りの方法で培養した。培養5日後に免疫細胞染色法により心筋特異的トロポニン、ANP、GATA4、cadherin、connexin43の発現を比較検討した。その結果、両者の細胞が互いに接することが可能な共培養下においてのみGFP陽性細胞の一部にトロポニン、ANP、GATA4の発現が認められた。また骨格筋由来細胞と心筋細胞との細胞間接着部位にcadherinとconnexin43の発現が認められた。これらの結果から骨格筋内に心筋細胞に分化可能な細胞が存在することが明らかになった。

TGF-β / TGF-βスーパーファミリー / GDF / BMP / セリン / スレオニンキナーゼ型受容体 / シグナル伝達 / アポトーシス

TGF-βスーパーファミリー遺伝子群は、個体発生ならびに癌化との関わりが、最近特に注目されている。しかしながら、30種類近くあるTGF-βスーパーファミリーリガンドとTGF-βスーパーファミリー受容体の間では、必ずしも1対1の相対関係が成立せず、複数のリガンドが異なる親和性をもって受容体を共有していることが知られている。このことは、TGF-βスーパーファミリーの多様な作用のメカニズムを解明する上で重要なポイントと考えられ、われわれは、本研究において、TGF-βスーパーファミリーにおけるリガンド受容体の明確な対応関係を明らかにすることならびにシグナル伝達経路を解明することを大きな目的として研究を行った結果、以下に示す成果を得た。1)新規セリン/スレオニンキナーゼ型受容体ならびに種々のタイプII受容体を、様々な組み合わせでCOS細胞に共発現させ、TGF-βスーパーファミリーリガンドとの結合能を、親和性架橋結合法ならびに非標識リガンドを用いた定量的結合検定法にて解析することにより、新たにBMPファミリーに属するGDF-5の受容体を同定した。2)TGF-βtype I受容体細胞内領域に変異導入を行うことにより、TGF-βの増殖抑制シグナルとマトリックス誘導シグナル伝達経路を分離しえた。3)BMPにより特異的に発現が誘導される遺伝子を同定するために未分化間葉系細胞を用い、differential display法を行なった結果、新規シグナル伝達分子、BORG(BMP/OP-responsive gene)のクローニングに至った。4)新規セリン/スレオニンキナーゼ、ASK1の解析を進めた結果、ASKIが、TNFや、様々なストレスによって誘導されるアポトーシスのシグナル伝達分子のひとつであることを明らかにした。

【研究分担者】
神田善伸	東京大学	医学部附属病院	助手	(Kakenデータベース)
黒川峰夫	東京大学	医学部附属病院	講師	(Kakenデータベース)
千葉滋	東京大学	医学部附属病院	助教授	(Kakenデータベース)
小川誠司	東京大学	医学部附属病院	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
廣井透雄	東京大学	医学部付属病院	助手	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
武田弘資	癌研究所生化学部	研究員
宮園浩平	癌研究所生化学部	部長	(Kakenデータベース)