【研究分野】生物系薬学

【研究領域課題番号】20229004 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ストレス / ASKファミリー / MAPキナーゼ / アポトーシス / 浸透圧 / PGAM5

【研究成果の概要】

細胞のストレス応答は最も基本的な生命現象であり、その破綻は様々な疾患の原因となる。我々はASKファミリータンパク質が物理化学的ストレス応答の重要な担い手であることを明らかにしてきた。ASK1複合体に関する本研究によって、さらなる制御機構が明らかになり、酸化ストレスによる細胞死の機構を解明した。また、ASK3の活性が浸透圧ストレスによって制御され、血圧制御に関与することも明らかになった。さらに、細胞が亜鉛の欠乏状態を感知して亜鉛濃度の恒常性を保つ機構としてSOD1タンパク質の関与を発見した。これらの成果は様々なストレスが惹起する疾患の診断予防治療法の開発に寄与することが期待される。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2008-05-12 - 2013-03-31

【配分額】208,520千円 (直接経費: 160,400千円、間接経費: 48,120千円)

【研究分野】小児科学

【研究領域課題番号】20591286 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

母体低栄養 / シグナル伝達 / ネフロン数 / プログラミング / 腎発生 / MAPキナーゼ / 尿管芽 / カスパーゼ3 / 尿管芽細胞 / 細胞運動 / アポトーシス / βカテニン / PI3キナーゼ

【研究成果の概要】

母体低栄養ラットの腎サイズ、尿管芽分岐は胎生14日以降減少する。腎サイズは生後正常となるがネフロン数は減少している。母体低栄養腎において腎発生に重要なシグナル分子は胎生15日には抑制、胎生18日には活性化されていた。一方、アポトーシスの指標、活性型カスパーゼ3は両時期ともに母体低栄養腎で減少していた。カスパーゼ3阻害は尿管芽細胞の運動を抑制した。母体低栄養腎のネフロン数減少はカスパーゼ3を介する細胞運動の低下により尿管芽分岐が抑制されるためと推測される。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)

【研究分野】機能系基礎歯科学

【研究領域課題番号】18209055 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ASK1 / 自然免疫 / MAPキナーゼ / アポトーシス / ASKファミリー

【研究成果の概要】

口腔は,細菌やウイルス感染に対しての最前線の防御システムとして機能している。口腔粘膜の機能の低下ないし破綻は,口腔粘膜疾患だけではなく,感染症をはじめとする様々な全身疾患の発症に直結している。われわれは,ストレス応答シグナルの制御分子であるASK1が,様々な物理化学的ストレスに対する細胞内での情報処理を担うことを明らかにしてきたが,最近になり,ASK1が下流のp38 MAPキナーゼを介して,感染初期の迅速な生体防御機構である自然免疫応答において極めて重要な役割を担っていることを明らかにした。昨年度に引き続き、本年度もASKファミリーによる自然免疫制御機構が粘膜免疫においてどのような役割を担っているかを解明することを目的として研究を行った。ASK1ならびにASK2は様々な組織にユビキタスに発現していると考えられているが,粘膜に関しては,ラット口蓋粘膜損傷後の治癒過程でASK1の発現が上昇していること,マウスの小腸上皮由来細胞株においてASK1の発現が他の細胞株と比較して多く認められることなどが新たに作成したASKファミリーモノクローナル抗体を用いた免疫染色により明らかになった。また、ASKファミリーは線虫にも保存されているが,線虫においてASKファミリーが腸に多く発現していることも確認された。これらの知見はASKファミリーが粘膜上皮に発現し,重要な機能を果たしていることを十分に示唆するものである。一方、ASKファミリーノックアウトマウスを用いて、DSS誘導性腸炎に対する感受性を個体・組織両レベルで検討し,新たな粘膜免疫系の機能としても捉えられるこの機構へのASKファミリーの深い関与を明らかにした。そこで,ASKファミリーノックアウトマウスについてもこのDSS誘導性腸炎に対する感受性を個体・組織両レベルで検討し,新たな粘膜免疫系の機能としても捉えられるこの機構へのASKファミリーの深い関与を明らかにした。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2006 - 2007

【配分額】49,790千円 (直接経費: 38,300千円、間接経費: 11,490千円)

【研究分野】応用生物化学

【研究領域課題番号】17780081 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

受容体 / GPCR / 遊離脂肪酸 / シグナル伝達 / GPR120 / アポトーシス / GLP-1 / MAPキナーゼ

【研究成果の概要】

遊離脂肪酸(Free Fatty Acid : FFA)は多くの組織において生理的に重要な役割を果たしている。FFA誘導体であるプロスタグランジンやロイコトリエンは細胞膜に特異的なGタンパク質共役型受容体(GPCR)を持つことから、FFA(特に長鎖)も細胞膜上に特異的な受容体を持ち、それを刺激することによって細胞内情報伝達に寄与している可能性があると考えられてきた。最近、いくつかのグループが3つのオーファン受容体GPR40,GPR41,GPR43がFFAによって活性化されることを報告した。申請者らはこれらのグループとは独立に新たな長鎖FFA受容体としてGPR120を同定し、さらに、GPR120が腸管においてインクレチンの一つであるGLP-1と分泌細胞(L細胞)において共存し、FFAによるGLP-1の分泌に関わっていることを証明した(Hirasawa et al.,Nature Medicine,2005)。本研究では、新規FFA受容体GPR120のシグナル伝達経路とその結果もたらされる生理現象の解明を目的として研究を行っている。昨年度は、マウス腸管由来STC-1細胞においてFFAによるERKの活性化が血清飢餓等によって起こされる細胞死(アポトーシス)を阻害することを下記らかにした。また、このFFAによるアポトーシス抑制作用が、GPR120を介するものであることを明らかにした(Katsuma et al.,Journal of Biological Chemistry,2005)。本年度は、他の動物種であるラットのGPR120オーソログをクローニングした(Acc#AB207868)。現在、その機能解析を行っているところである。また、昆虫等、他の生物種から脂肪酸受容体の同定を試みているが、現在のところ成功していない。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】3,400千円 (直接経費: 3,400千円)

【研究分野】泌尿器科学

【研究領域課題番号】15591715 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

腎細胞癌 / サイトカイン / アポトーシス / NF-κB / C / EBP / AP-2 / MAPキナーゼ / Akt / EBP-β

【研究成果の概要】

サイトカインのシグナル伝達に関連した転写因子に着目して腎細胞癌の細胞生物学的特徴を明らかにした。一連の研究は腎細胞癌が頻繁に発熱や白血球増多症を伴い、サイトカイン産生性腫瘍であるという臨床的特性に対する分子基盤を与える研究と位置づけられる。腎細胞癌の組織においてはNF-κBの活性化は腫瘍の進展や転移と関連すること(Oya M et al : Carcinogenesis 2003)、CCAAT/enhancer binding protein(C/EBP)の活性化は腎細胞癌においてはβサブタイプに依存していること(Oya M et al : Clin Cancer Res 2003)を示した。これら2つの転写因子の活性化は癌の悪性度や浸潤と相関するのに対し、Activator protein 2(AP-2)は逆に早期の腎細胞癌に有意に活性化が見られることを示した(Oya M et al : Urology 2004)。さらに腎細胞癌のアポトーシスの誘導機構を利用して治療への応用を試みた。Mitogen-activated protein kinase(MAPK)とphosphatidylinositol-3-OH kinase(PI3K)-Akt経路の意義を中心に解析した。MAPKは主にERK,JNK,p38の経路に分類される。腎細胞癌においてはJNKの活性化を負に制御するフォスファターゼであるMKP-1の発現の亢進が存在し、JNKの活性化はすみやかに抑制されること、JNKの活性化を持続させることにより腎細胞癌においてアポトーシスが誘導されることを示した(Mizuno R et al : J Urol 2004)。また、プロテアソーム阻害剤が腎癌細胞にアポトーシスを誘導することを示した(Ishizawa J et al : Int J Oncol 2004)。PI3K-Akt経路の解析では免疫組織化学的手法にてAktの活性化が腎細胞癌の予後不良因子であることを示した(Horiguchi A et al : J Urol 2003)。これらの成果は分子標的治療への応用が期待される。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2003 - 2004

【配分額】3,400千円 (直接経費: 3,400千円)

【研究分野】病態科学系歯学(含放射線系歯学)

【研究領域課題番号】13854022 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ASK1 / MAPキナーゼ / アポトーシス / ストレス / カルシウム / 自然免疫 / ASKファミリー / ASK2

【研究成果の概要】

本研究計画は、ASKファミリーキナーゼ系を介したストレス応答の分子機構の解明を軸として「量の差を質の違いへ」という細胞内情報処理システムの作動機序を明らかするために、物理化学的ストレスによるASKファミリー活性化機構の詳細の解明を中心に研究を行なった。具体的には、1)酸化ストレスならびに小胞体ストレスによるASK1活性化機構の詳細の解明、2)ASK1活性化の量的、時間的モニター法の開発と活性化ストイキオメトリーの測定、3)ASK1阻害低分子ならびに活性化低分子の探索、4)ASKファミリー分子群の活性制御機構の解明、5)ASKファミリー分子群のノックアウトマウスの樹立、6)ASK1の欠失が遺伝子発現ならびにタンパク修飾に与える影響の解析とその細胞運命変化への意味付け等に挑戦し、ASKファミリーの下流で働く分子群の活性化持続時間の違いが様々な細胞応答における質の違いを産み出す機構として働いていることを突き止めた。以上、本研究成果として得られたこれらの学術的成果は、ASKファミリーを介したストレス応答におけるシグナル伝達機構の解明に基づく薬剤開発が、革新的神経変性疾患治療薬ならびに抗炎症薬の開発に繋がる可能性を示唆している。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2001 - 2005

【配分額】123,110千円 (直接経費: 94,700千円、間接経費: 28,410千円)

【研究分野】病態科学系歯学(含放射線系歯学)

【研究領域課題番号】13557156 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

アポトーシス / MAPキナーゼ / ASK1 / 細胞死 / 神経変性疾患 / 機能回復

【研究成果の概要】

歯科口腔領域において、三叉神経を中心とする知覚神経麻痺、および咀嚼運動障害は、癌、炎症、奇形などの病態発症およびその治療過程でしばしば起こる重篤な機能障害であると同時に、機能回復がきわめて困難な疾患の一つである。これらに対するアプローチとして、1)中枢および末梢の神経細胞の生と死の制御機構を解明する、2)失われた神経回路を機能的に再構築することの二点がきわめて重要と考えられる。まず1)に関しては、我々の最近の研究によって、神経変性疾患モデルにおける神経細胞死の分子メカニズムが明らかとなった。また2)については、我々が同定・機能解析してきたストレスシグナル応答性MAPキナーゼ「ASK1」が、ある一定の条件下において神経細胞の分化促進を誘導することを見いだしていると同時に、新たな実験系として神経幹細胞の初代培養および分化誘導系を確立しており、これらの研究成果をもとに、本研究は、神経細胞死の分子メカニズムの普遍性を解明し、臨床への応用を試みることを最終的な目標とした。その結果、ストレスを介した細胞死の病態モデルとしてポリグルタミン病についての解析を行い、ASK1がこの疾患の神経変性をメディエートするタンパク質の一つであることを初代培養細胞系を用いて明らかにするとともに、実際に疾患患者の脳においてASK1が活性化されていることなどを示してきた。さらに、これらの結果を個体レベルで確認するため脳の部位特異的にポリグルタミンを発現させるトランスジェニックマウスを作成し、ASK1ノックアウトマウスとの交配によりどのような表現型が得られるかを解析し、ASK1が神経変性疾患に必須の分子であることを証明しこれらの結果を論文に発表した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2002

【配分額】14,100千円 (直接経費: 14,100千円)

【研究分野】病態科学系歯学(含放射線系歯学)

【研究領域課題番号】13470400 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

一酸化窒素(NO) / シグナル伝達 / MAPキナーゼ / アポトーシス / stress

【研究成果の概要】

われわれは、NOによって活性化されるMAPキナーゼ系の癌化機構への関与について研究を遂行した結果、以下の2点を明らかにした。1)JNKならびにp38を制御するキナーゼであるASK1が、NOによって強く活性化されること、ASK1ノックアウトマウス由来の胎児線維芽細胞ではNOによるp38の早期の活性化が消失していることが分かった。このことから、NOによって活性化されるMAPキナーゼ系の制御分子の1つとしてASK1が重要な役割をもつことが示唆された。2)細胞内カルシウムの増加に伴ってASK1が活性化されることを見いだした。細胞内カルシウムの増加によるNOの産生増加や、逆にNOによるカルシウムの恒常性の調節といった現象が報告されていることから、NOとカルシウムシグナル伝達系とは密接なつながりをもつと考えられている。そこでNOによるASK1-MAPキナーゼ系の活性化へのカルシウムシグナルの関与を検討するため、カルシウムによるASK1の活性化機構を検討した。細胞内カルシウムの増加によるASK1の活性化はCaMKインヒビターKN-93によって抑制されること、ASK1はカルシウム刺激依存的にCaMKIIと結合すること、さらに、活性化したCaMKIIはin vitroにおいてASK1の活性化に必須の部位のリン酸化を引き起こすことが分かった。さらに、ASK1ノックアウトマウス由来の胎児由来線維芽細胞でのカルシウムによるp38の活性化は、NO発生剤を用いた際と同じように、刺激後、早期の相だけが減弱していることが明らかとなった。以上のことからASK1がCaMKIIを介したカルシウムシグナルによるp38の活性化に必須の機能をもつことが示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2002

【配分額】13,700千円 (直接経費: 13,700千円)

【研究分野】機能系基礎歯科学

【研究領域課題番号】13671933 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

アポトーシス / 細胞死 / 神経変性疾患 / ASK1 / MAPキナーゼ / 小胞体ストレス

【研究成果の概要】

細胞が正常に機能していく上で、遺伝情報に従って合成されたタンパク質が正しい高次構造を持つこと(folding:フォールディング)は必要不可欠である。しかしながら、細胞内で合成されたタンパク質のほとんどはいわゆる「不良品」であるといわれていると共に、細胞外的ストレスによってこの「異常タンパク質:unfolded protein」はさらに小胞体内腔に蓄積することとなり、細胞にとっては正常な機能獲得の妨げとなる。本研究では、ストレスシグナルの一つとして近年注目されている、小胞体ストレスによる細胞死の分子メカニズムを明らかにするため、これらのシグナル伝達経路における下流の標的遺伝子の同定を中心に研究をおこなうと同時に、小胞体ストレスという局面に着目した、細胞の生と死のメカニズムならびに分化・再生機構の分子メカニズムを明らかにした。すなわち、小胞体ストレスを介した細胞死の病態モデルとしてポリグルタミン病についての解析を行い、ASK1がこの疾患の神経変性をメディエートするタンパク質の一つであることを初代培養細胞系を用いて明らかにするとともに、実際に疾患患者の脳においてASK1が活性化されていることなどを示してきた。さらに、これらの結果を個体レベルで確認するため脳の部位特異的にポリグルタミンを発現させるトランスジェニックマウスを作成し、ASK1ノックアウトマウスとの交配によりどのような表現型が得られるかを解析し、ASK1が神経変性疾患に必須の分子であることを証明しこれらの結果を論文に発表した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2001 - 2002

【配分額】3,100千円 (直接経費: 3,100千円)

【研究分野】機能系基礎歯科学

【研究領域課題番号】13557152 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ASK1 / ASK2 / MAPキナーゼ / アポトーシス / ストレス

【研究成果の概要】

本研究計画は、細胞死に共通する分子メカニズムを標的とすることが、口腔組織変性疾患に広く共通する細胞死抑制法の開発、ひいては口腔組織変性疾患治療法ならびに予防法の開発に繋がるとの構想のもと、多種多様な細胞死のシグナル伝達機構として働くことが明らかになりつつあるASK1-MAPキナーゼ系の分子制御機構に着目し、アポトーシス制御法の分子基盤の提供ならびに革新的口腔組織変性疾患治療法の開発・実用化を目指して研究を遂行した。アポトーシスのシグナル伝達におけるASK1-MAPキナーゼ系の機能を中心に解析を行い、以下に列挙する知見を得た。1)ASK1ノックアウトマウスの解析から、ASK1-MAPキナーゼ系がTNFならびに酸化ストレスによって誘導されるJNKとp38の持続的活性化に特異的に必要であること、またTNFならびに酸化ストレスによって誘導されるアポトーシスに必須の分子であることが明らかになった。2)ASK1活性化機構として、新たにASK1同士の強いオリゴマー形成に伴う活性化ループの自己リン酸化の重要性が明らかになった。3)ASK1はその活性化の程度に応じてアポトーシスのみならずケラチノサイトの分化を誘導しうることが明らかになった。さらに、p38MAPキナーゼ阻害剤を用いた実験等から、ASK1による細胞分化誘導は主にp38MAPキナーゼが活性化されることによるものであることが示唆された。4)少なくとも2種類のphosphatase、PP5ならびにCDC25Aがそれぞれ異なるメカニズムによるASK1の抑制性制御機構として機能することが明らかになった。5)ASK1が仲介する新たなシグナル伝達機構として、小胞体ストレスによるアポトーシスが判明した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2001 - 2002

【配分額】6,200千円 (直接経費: 6,200千円)

【研究分野】病態科学系歯学(含放射線系歯学)

【研究領域課題番号】12470396 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ASK1 / ASK2 / MAPキナーゼ / アポトーシス / ストレス / Nef / c-Myc / TAK1

【研究成果の概要】

本研究計画は、口腔粘膜上皮におけるストレス感受性MAPキナーゼ分子群の代表的分子としてのASK1ならびにASK2に着目し、特にノックアウトマウスの作製によりその生理的・病態科学的役割のより一層の解明を目的とした。また、アポトーシスのシグナル伝達におけるASK1・MAPキナーゼ系の機能を中心に解析を行い、以下に列挙する知見を得た。1)ASK1ノックアウトマウスの解析から、ASK1・MAPキナーゼ系がTNFならびに酸化ストレスによって誘導されるJNKとp38の持続的活性化に特異的に必要であること、またTNFならびに酸化ストレスによって誘導されるアポトーシスに必須の分子であることが明らかになった。2)ASK1活性化機構として、新たにASK1同士の強いオリゴマー形成に伴う活性化ループの自己リン酸化の重要性が明らかになった。3)ASK1はその活性化の程度に応じてアポトーシスのみならずケラチノサイトの分化を誘導しうることが明らかになった。さらに、p38MAPキナーゼ阻害剤を用いた実験等から、ASK1による細胞分化誘導は主にp38MAPキナーゼが活性化されることによるものであることが示唆された。4)少なくとも2種類のphosphatase、PP5ならびにCDC25Aがそれぞれ異なるメカニズムによるASK1の抑制性制御機構として機能することが明らかになった。5)ASK1が仲介する新たなシグナル伝達機構として、小胞体ストレスによるアポトーシスが判明した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2000 - 2001

【配分額】16,100千円 (直接経費: 16,100千円)

【研究分野】神経化学・神経薬理学

【研究領域課題番号】11558092 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

JNK / カスペース / アポトーシス / MAPキナーゼ / 細胞生存 / p38 / MST1 / PI3キナーゼ

【研究成果の概要】

MAPキナーゼが生存促進に働くか否かを小脳顆粒細胞の初代培養系を用いて検討した結果、BDNF(脳由来神経栄養因子)による生存促進に必要であることが明らかになった。BDNFはMAPキナーゼ経路以外にもPI3キナーゼ経路も活性化するがPI3キナーゼ経路も生存促進に必須であることがわかった。PI3キナーゼ-Akt経路は、上記小脳顆粒細胞以外にも広く細胞生存促進シグナルとして機能することが示されてきている。しかしながらAktがいかなるメカニズムで生存を促進するかについては、幾つかAktの基質は報告されているものの全貌は未だ明らかではない。本研究では、Aktが新たに核内受容体型転写因子Nur77をターゲットとすることを見いだした。また我々のグループは以前に、Aktがcytochrome cによるカスペースカスケードの活性化を抑制することを見いだしている。本研究においてAktがカスペース9の2つの部位を特異的にリン酸化し、カスペース9のApaf-1への結合能を抑制していることをはじめて示した。この結果は、Aktがミトコンドリアから下流のアポトーシスシグナルを抑制する分子機構を説明するものである。新たにリン酸化部位が同定されたことから、このリン酸化に相当する阻害機構が、カスペース9のApaf-1へのリクルート・活性化を抑制することが考えられ、アポトーシスの重要なステップの阻害法を考える上で有用な情報が得られたと考えている。今後はこの抑制を模倣する方法を模索する方向で研究を進めたい。本研究ではさらに、MST1-JNK経路が、カスペースの活性化およびカスペースの下流での核凝集・膜変化に関与することが示唆された。このことから更に、MST1-JNKは、カスペース非依存的細胞死経路にも関与することが予想される。実際様々な神経変性疾患のモデル系で、カスペース非依存的細胞死が起こっていることが報告されており、またこの場合多くの系でJNK経路の活性化は起きている。従って、JNKの新しい機能を調べていくことは、これらの系での細胞死を抑制する方法を開発するにあたって手がかりを与えることになると考える。実際我々は今回の結果から、JNKがカスペース非依存的に核凝縮を引き起こすことを示したので、この結果をもとにJNKの核凝縮におけるターゲットの検索を始めている。この研究は、将来的に神経変性疾患などで見られる細胞死の抑制法につながることを期待している。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1999 - 2000

【配分額】14,700千円 (直接経費: 14,700千円)

【研究分野】皮膚科学

【研究領域課題番号】11670834 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

表皮 / ケラチノサイト / 分化 / アポトーシス / MAP kinase / ASK1 / JNK / p38 MAP kinase / p38MAP kinase / p38

【研究成果の概要】

ASK1がケラチノサイトのアポトーシスを誘導するかどうか検討した。Ad-1W,Ad-β-gal,をコントロールとしてAd-ASK1-ΔNをMOI5,50で感染させ、形態変化を観察した。24hでは、大きな形態変化はない。48h後には、従来他の細胞で報告されているようにMOI50で、ケラチノサイトはアポトーシスを起こした。TUNEL法にてアポトーシスを確認した。しかし、Ad-ΔN-ASK1のMOI5では、アポトーシスは起こさず細胞が大型化・扁平化し、分化と考えられる形態変化を示した。TUNEL法にても陽性細胞はほとんど見られない。ASK1がケラチノサイトのアポトーシスを起こすことが確認できたが、低いdoseでは分化を起こすことが示唆されるので、次に分化マーカーを調べた。
InvolucrinタンパクはWestern blot法,Transglutaminase-1 mRNAはNorthern blot法にて調べた。MOI5でASK1-ΔNはInvolucrinタンパク、Transglutaminase-1 mRNAを誘導していた。この変化は代表的なケラチノサイトの分化誘導因子である10%FCS含有培養液による誘導と同様である。形態変化とも考え合わせると、MOI5のASK1-ΔNはケラチノサイトの分化を引き起こすと考えられる。
ASK1-ΔNによるケラチノサイトの分化誘導時に、ASK1の下流にあるJNKとp38MAP kinaseの活性が誘導されているかどうか検討した。Ad-ASK1-ΔNをMOI5で感染させ、時間を追って活性を検討したところ、ASK1タンパクの出現パターンとほぼ一致して6-12時間後よりJNKとp38MAP kinaseの活性の上昇が見られたことから、ASK1はケラチノサイトのSEK1-JNKとMKK3/MKK6-p38MAP kinaseのカスケードを活性化していると考えられる。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1999 - 2000

【配分額】3,500千円 (直接経費: 3,500千円)

【研究分野】機能系基礎歯科学

【研究領域課題番号】10470396 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ASK1 / JNK / P38 / アポトーシス / p38 / MAPキナーゼ / Traf / Daxx

【研究成果の概要】

アポトーシスのシグナル伝達機構は、最終的な細胞死の実行機構としてのシステインプロテアーゼの解析を中心に研究が進められているが、アポトーシスの誘導シグナルについては不明な点が多い。われわれは、ASK1-MAPキナーゼ系の活性制御機構ならびにASK1誘導性アポトーシスの分子機構の解明を中心に研究を行なった。前年度までの研究成果からASK1活性制御機構の分子機構として、チオレドキシンならびにTRAF2がそれぞれASK1の活性抑制因子ならびに活性化因子として機能していることが明らかになっていた。本年度は両者の相対関係を検討した結果、TNF-TRAF2系によるASK1の活性化機構ではTRAF2とASK1の結合に先行してチオレドキシンの不活化ならびにASK1からの解離が誘導されることが明らかになった。また、ASK1によって誘導されるアポトーシスの過程では、ASK1によって活性化されたJNKによるBcl-2のリン酸化が重要な役割を果たしていることが明らかにされた。さらに構成的活性化型ASK1を用いた実験等により、細胞内でのASK1の活性化はアポトーシスのみならず、ASK1の活性化の程度に応じて細胞分化を誘導しうることが明らかになった。さらにASK1による細胞分化誘導は主にp38が活性化されることによるものであることが示唆された。われわれは本年度の研究成果として、TNFがASK1-MAPキナーゼ系の活性化に至る分子機構を明らかにした。またASK1が強く活性化されるとASK1-JNK系がBcl-2のリン酸化を介してアポトーシスを誘導するのに対し、ASK1-p38系は少なくとも一部の細胞で分化誘導に働くことが明らかになり、分化と死のシグナル伝達の連続性が示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1998 - 1999

【配分額】12,500千円 (直接経費: 12,500千円)

【研究分野】形態系基礎歯科学

【研究領域課題番号】09557141 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ASKl / アポトーシス / MAPキナーゼ / Traf / Daxx / ASK1 / 口腔組織 / 発生

【研究成果の概要】

本研究はASK1(Apoptosis Signal-regulating Kinase 1)のアポトーシスシグナル伝達機構の解析を通して、顎顔面口腔発生過程でのプログラム細胞死と形態形成機構の総合的理解を得ることを目的としており、本年度は特にASK1結合蛋白質によるASK1活性化機構の解析を進めた。
(1) ASK1抑制性制御分子としてのチオレドキシンの同定 : ASK1活性化の分子機構を明らかにする目的で、酵母two-hybridシステムを用いASK1結合タンパク質の解析を行ったところ、酸化還元(レドックス)タンパク質、チオレドキシン(Trx)がASK1のN末端に直接結合することを見いだし、チオレドキシンがASK1の特異的抑制因子として活性酸素種によるASK1活性化を介したアポトーシスにおける負の制御機構に寄与していることを明らかにした。
(2) ASK1活性化制御分子としてのTRAF2の同定 : TNFのシグナル伝達分子であるTRAF2の直接的なエフェクター分子としてのASK1の可能性について検討を行なったところ、TRAF2はASK1に結合するとともにASK1を活性化し、TNFシグナル伝達におけるJNK pathwayにおいてTRAF2-ASK1経路がたいへん重要な位置を占めることが明らかにされた。
(3) ASK1活性化制御分子としてのDaxxの同定 : Fasからのシグナル伝達分子DaxxとASK1の関連性について検討したところ、DaxxはASK1に結合するとともにASK1を活性化し、Fasシグナル伝達におけるJNK pathwayにおいてDaxx-ASK1経路が生理的役割を持つことが明らかにされた。
以上のように本年度はASK1活性制御分子メカニズムとしてひとつの抑制因子とふたつの活性化因子の同定に成功した。今後はこれらの分子機構を介したシグナル伝達が顎顔面口腔発生過程でのプログラム細胞死にどのように関わっているかを生体内で明らかにする必要がある。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1997 - 1998

【配分額】11,000千円 (直接経費: 11,000千円)