【研究領域課題番号】21H02422 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

高浸透圧 / MAPキナーゼ経路 / リン酸化 / 酵母 / 出芽酵母 / シグナル伝達 / MAPキナーゼ / キナーゼ / センサー

【研究成果の概要】

本研究では、酵母の高浸透圧応答性Hog1 MAPK経路で見出した高浸透圧による細胞質局在キナーゼのリン酸化増強作用の仕組みの解析を行なった。リン酸化増強の作用点として（1）Pbs2 MAP2K-Hog1 MAPK反応過程、（2） Ssk2 MAP3K-Pbs2 MAP2K反応過程の２つが存在する。特に（2）のリン酸化増強については仕組みが全く不明であるため、（2）に焦点を当てて解析した。まず、高浸透圧応答に必須な上流のSln1センサーの破壊株などを使った分子遺伝学的、生化学的解析から、このリン酸化反応過程が実際に高浸透圧増強を受けることを示した。またこの反応増強にSsk2と結合するレスポンスレギュレーターSsk1の特定の領域が必要なこともわかった。（2）の反応増強はPbs2のリン酸化を指標にしているため、現時点では高浸透圧により、Ssk2の活性が増強しているのか、Pbs2がリン酸化を受けやすくなっているのかがわからない。そこで、Ssk2の制御領域への系統的欠失変異の導入、Pbs2のランダム変異導入によって、高浸透圧によるリン酸化増強を模倣した変異体の単離を試みた。その結果、Ssk2、Pbs2両者で高浸透圧なしでも恒常的にHog1経路を活性化する変異体の取得に成功した。
高浸透圧によるPbs2リン酸化増強の理由として、リン酸化が高浸透圧で増強される可能性に加え、Pbs2の脱リン酸化が高浸透圧によって抑制される可能性も考えられる（Pbs2のリン酸化レベルはどちらの場合も上がる）。そこでPbs2の脱リン酸化に関わるホスファターゼを探索し、Ptc1を責任ホスファターゼの一つとして同定した。
以上より、（2）のリン酸化増強の仕組みの解明に向けて、本年度の研究で複数の手がかりを得ることができたと考えられる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)

【研究分野】生物系薬学

【研究領域課題番号】17K08286 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

慢性骨髄増殖性腫瘍 (MPN) / JAK2V617F変異体 / エリスロポエチン受容体 (EpoR) / STAT5 / ＣＩＳ / チロシンリン酸化 / JAK2変異体 (V617F) / リン酸化 / CIS / 慢性骨髄増殖性腫瘍 / エリスロポエチン受容体 / トロンボポエチン受容体 / STAT3 / ERK / Akt / EpoR / EpoR結合分子 / シグナル伝達

【研究成果の概要】

チロシンキナーゼJAK2の点変異体 (V617F) が慢性骨髄増殖性腫瘍 (MPN) の原因遺伝子として同定されたが、JAK2の点変異がMPNを発症するメカニズムには不明な点が多い。本研究では、JAK2変異体が誘導する形質転換には、エリスロポエチン受容体 (EpoR)の共発現が必須であることを見出した。また、EpoRのY343、Y460, Y464の3個のチロシン残基のリン酸化が、転写因子STAT5のリン酸化を介して、顕著な発がんシグナルを誘導することを明らかにした。一方、EpoRのY401のリン酸化は、抑制因子CISが結合し、JAK2変異体による発がんシグナルを負に制御することを見出した。

【研究の社会的意義】

本研究において、チロシンキナーゼJAK2の変異体が誘導するエリスロポエチン受容体 (EpoR) を介した発がんシグナルを解析することにより、慢性骨髄増殖性腫瘍 (MPN)の発症機序の解明へと繋がった。EpoRのY343、Y460、Y464のリン酸化は、STAT5を介した発がん誘導機構に必須であるのに対して、EpoRのY401のリン酸化は、CISとの結合を介して、発現シグナルに抑制的に機能することを見出した。本研究成果は、MPNの治療標的分子の同定へと繋がることが期待される。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

【研究分野】機能生物化学

【研究領域課題番号】16H04761 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

高浸透圧 / 酵母 / MAP kinase経路 / センサー / シグナル伝達 / リン酸化 / 環境ストレス / MAPキナーゼ経路 / 高浸透圧応答 / センシング / MAPキナーゼ / 浸透圧 / 膜タンパク質 / HOG経路 / 高浸透圧センシング / 相互作用 / HOG MAPK経路

【研究成果の概要】

細胞が高浸透圧を感知する分子機構を明らかにするため、酵母の高浸透圧応答に働くHog1 MAPキナーゼ(MAPK)経路の高浸透圧センサーの研究を行い、Hog1経路には膜タンパク質型と非膜タンパク質型の高浸透圧センサーの存在することを明らかにした。前者については、高浸透圧感知・応答に必要な複数のセンサー膜タンパク質の複合体形成について、その相互作用部位を同定することに成功した。後者については、細胞質内のMAPKKによるMAPKリン酸化（活性化）を高浸透圧が増強する作用があることを見出し、細胞が環境ストレスに対して適切に応答する仕組みを明らかにした。

【研究の社会的意義】

本研究で明らかになった膜タンパク質型及び非膜タンパク質型の高浸透圧センサーを介した高浸透圧応答制御機構は、適切な環境ストレス応答を保障する仕組みとしてヒトなどの高等真核生物にも当てはまる可能性が高い。今後の検証を通じて、環境ストレス応答制御の全体像の理解や、環境ストレス耐性の動植物への付与技術の開発などに繋がることが期待される。また本研究で解明されたHog1 MAPKの制御機構に関する知見は、ヒトMAPKの制御破綻が引き起こす癌や自己免疫疾患といった疾患の治療法・治療薬の開発にも役立つと考えられる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)

【研究分野】植物分子・生理科学

【研究領域課題番号】15H04386 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

植物 / 細胞膜プロトンポンプ / 光合成 / 養分吸収 / 植物ホルモン / リン酸化 / シグナル伝達 / 環境応答

【研究成果の概要】

本研究では、維管束植物における根での無機養分取り込み、篩部でのスクロース取り込み、気孔開口など多くの生理現象において重要な役割を果たしている細胞膜プロトンポンプの解析を進め、その活性調節機構や生理的役割の解明を目的として研究を進めてきた。その結果、陸生植物において光合成に依存した活性化機構が進化的に保存されていること、イネの根の細胞膜プロトンポンプが無機養分であるケイ素により活性化されること、植物ホルモンであるオーキシンやブラシノステロイドによる細胞膜プロトンポンプの活性機構などが明らかとなり、これまで知られていなかった細胞膜プロトンポンプの多様な活性調節機構や生理的役割の一端を解明した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)

【研究分野】病態医化学

【研究領域課題番号】15H04703 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

エピゲノム制御 / がん / ERK / MAPキナーゼ / CtBP / 転写制御 / シグナル伝達 / 遺伝子 / 癌 / 発現制御 / リン酸化 / 生体分子 / EMT

【研究成果の概要】

ERK経路は細胞増殖を司る情報伝達経路であり、その異常な活性化が発癌を導く。これまでにERKの基質として複数の分子が同定されているが、未知の基質も数多く存在すると考えられており、その解明は癌克服の観点からも重要である。本研究において我々は、ERK基質分子の網羅的な探索を行い、MCRIP1を始めとする複数の新規分子を同定することに成功した。さらに、ERKによるMCRIP1のリン酸化が、転写抑制共役因子CtBPの機能制御を介して、E-カドヘリンの発現と上皮間葉転換を調節していることを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)

【研究分野】動物生理・行動

【研究領域課題番号】24227001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

脳・神経 / 網膜 / 光 / シグナル伝達 / サーカディアンリズム / 転写因子 / リン酸化 / ユビキチン / 体内時計 / シグナル・伝達 / 光生物 / 長期記憶 / 転写遺伝子 / 遺伝子改変マウス

【研究成果の概要】

体内時計は活動や代謝など様々な生理機能の日周リズムを生み出すと共に、光や食餌など環境・生体シグナルの変化に応答して翌日のサイクルを予知する。ほ乳類では視床下部に存在する中枢時計の上に高次の脳機能が発達した。本研究では体内時計の応答や発振の分子機構を探求し、さらに脳機能への時計出力の分子機構を探った。その結果、１）入力経路に関わる新たな分子群を発見した。２）記憶や情動などの脳機能を体内時計が制御していることを明らかにし、その鍵分子SCOPを同定した。さらに３）体内時計の振動因子としてFBXL3/21やADAR2など新しい分子群を同定し、時計発振における転写後・翻訳後修飾の重要性を明らかにした。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2012-10-26 - 2017-03-31

【配分額】217,360千円 (直接経費: 167,200千円、間接経費: 50,160千円)

【研究分野】生物分子科学

【研究領域課題番号】23510254 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

プロテオミクス / シグナル伝達 / システムバイオロジー / リン酸化 / 定量生物学 / 国際情報交換 / 国際情報交流

【研究成果の概要】

シグナル伝達系は細胞の増殖・分化等の基本的な生命活動を制御しており、その破綻は癌をはじめとする種々の疾患の発症と密接に関連することが知られている。本研究課題において、我々はタンパク質安定同位体標識（SILAC）法と高精度nanoLC-MS/MS型質量分析システムを用いてピロリ菌感染応答における胃癌細胞内シグナル伝達系のシステム解析を行い、感染応答によるリン酸化プロテオームの時系列動態情報、並びに病原因子CagAの包括的結合蛋白質情報を取得した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2011 - 2013

【配分額】5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)

【研究分野】生理学一般

【研究領域課題番号】23790265 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

シグナル伝達・分化 / 破骨細胞 / リン酸化 / イノシトール三リン酸受容体 / NFATc1 / Cot kinase / シグナル伝達 / 分化 / イノシトール３リン酸受容体

【研究成果の概要】

本研究期間内では、骨芽細胞と破骨細胞が直接接触することによりカルシウムオシレーション非依存的な破骨細胞分化シグナルが活性化すること、この分化シグナルを誘導する分子は骨芽細胞の膜画分に存在することが明らかとなった。また、骨芽細胞との接触により破骨細胞内のCotkinase(リン酸化酵素)が活性化され、破骨細胞分化のマスター分子であるNFATc1をカルシウム非依存的に活性化する分子機構を明らかにした。これらの結果は、新たなNFATc1活性化機構を通した破骨細胞分化制御機構を発見した、という点で非常に興味深い知見といえる。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2011 - 2012

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】膠原病・アレルギー内科学

【研究領域課題番号】22591084 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

膠原病学 / サイトカイン / シェーグレン症候群 / BAFF / 細胞シグナル伝達 / 単球 / IL-6 / シグナル伝達 / JAK3 / 阻害剤 / リン酸化 / BAFF受容体

【研究成果の概要】

本研究はシェーグレン症候群(SS)根本的治療を目指した薬剤開発のため、B細胞活性化因子であるBAFF およびBAFFシグナル分子を標的とした治療薬探索を目的とする。まず薬剤探索用の培養細胞を用いたin vitroモデルを確立した。さらに本モデルを用いてBAFF-BAFF受容体結合により惹起されたBAFFシグナル伝達系を解析することが可能となり、その結果JAK3、IKKα、IKKβなどの因子が単球におけるBAFFシグナルを介したIL-6過剰産生に関与することが明らかになった。これらの結果はSS病態形成における単球の重要性とBAFFシグナル関連分子が新たなSS治療の標的となる可能性を示唆するものと考えられる。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2010 - 2012

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】神経科学一般

【研究領域課題番号】20670002 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

カルシウム / リン酸化 / 突起伸展 / シナプスから核へのシグナリング / 脳・神経 / 発生・分化 / 遺伝子 / シグナル伝達 / 生体分子

【研究成果の概要】

「経験」に基づく情報を、神経回路内に長期的に「書き込む」シグナル伝達機構については多 くの謎が残っている。本研究課題を通じ、(1)神経突起の形態制御を司る新たなCaMKK-CaMKカスケード、(2)シナプス活動が新規遺伝子発現を引き起こすメカニズム、(3)神経活動によって誘導され た遺伝子産物がシナプスを修飾する逆シナプスタギング機構、等を解明し、「経験」が神経情報 として神経回路に貯蔵される仕組みを世界に先駆けて明らかにした。

【研究種目】若手研究(S)

【研究期間】2008 - 2012

【配分額】104,780千円 (直接経費: 80,600千円、間接経費: 24,180千円)

【研究分野】生物系薬学

【研究領域課題番号】19790071 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

JAK2 / V617F点変異 / 真性赤血球増加症 / Y913 / L611S点変異 / 白血病 / リン酸化 / V617F変変異 / 腫瘍形成能 / シグナル伝達 / 発現制御

【研究成果の概要】

真性赤血球増加症患者で見出されたJAK2 V617F変異体は、恒常的な活性化を示すことが報告されていたが、その詳細な活性化機構およびJAK2変異体の機能は不明であった。本研究では、JAK2の活性に重要なチロシン残基として613を、また新規リン酸化部位としてY913を同定した。また、JAK2V617F変異体発現細胞が異常な増殖を示し、ヌードマウスに投与すると、腫瘍を形成することを明らかにした。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】3,620千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 420千円)

【研究分野】応用生物化学

【研究領域課題番号】18380069 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

シグナル伝達 / 植物 / 生殖 / リン酸化 / キナーゼ / 自家不和合性 / アブラナ科 / シロイヌナズナ

【研究成果の概要】

本研究は、アブラナ科植物の自家和合性変異株の原因遺伝子として同定された膜アンカー型細胞質キナーゼMLPKの自家不和合性情報伝達における機能解明を目的として行われた。
1.MLPKの機能の解明
MLPKが転写開始部位を異にする2種類の転写産物を介してN末端配列の異なる2種類の蛋白質に翻訳されること、両者共に乳頭細胞で発現し異なる機構で細胞膜上に局在すること、雌ずい因子のSRK受容体型キナーゼと直接相互作用し自家不和合性の情報を伝達する能力を有することを明らかにした。MLPKがSPKと共に花粉因子SP11に対する受容体複合体を構成している可能性を提唱した。
2.MLPKの標的分子の特定
酵母two hybrid系を用いてMLPKと相互作用する柱頭発現タンパク質を複数同定した。さらに、発現タンパク質を用いたin vitro結合実験およびin vitroリン酸化実験等により標的分子の絞り込みを行った。活性型MLPKとのみ特異的に結合し、高選択的にリン酸化される分子も存在し、有力なMLPK標的分子としてさらなる解析を継続中である。また、シロイヌナズナにおけるMLPKのオーソログ遺伝子と推定されるAPK1b遺伝子についてタグライン解析を行ったが、野生型と比較して異なる表現型は認められなかった。APKlbが自家不和合性の情報伝達系においてのみ機能している可能性と、他の機能も有するが遺伝子の冗長性により表現型が現れない可能性が示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2006 - 2007

【配分額】16,860千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 2,160千円)

【研究分野】細胞生物学

【研究領域課題番号】17370066 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

シグナル伝達 / 蛋白質 / 組織・細胞 / アダプター / リン酸化 / 細胞・組織

【研究成果の概要】

チロシンキナーゼは細胞外環境からの情報が細胞内シグナルへと変換される際に必須のシグナル分子であり、その多くはドッキング蛋白質と呼ばれるアダプター分子をリン酸化することによって細胞内シグナルを適切に制御している。申請者らは新規ドッキング蛋白質としてDok-1を発見し、その類縁分子であるDok-2と共にサイトカイン受容体やLPS受容体の下流において、骨髄球細胞の造血や自然免疫応答の恒常性の維持に必須のシグナル分子として機能していることを解明してきた。そこで、本基盤研究においては、T細胞におけるDok-1/2の機能について検討し、両者がT細胞受容体シグナルの抑制因子であり、獲得免疫の負の調節因子として機能していることを明らかにした。また、この抑制機能にはC末端領域にあるSH2結合配列が不要であることから、既知のアダプター分子としての機能とは異なる作用機構が予見された。さらに、Dok-1/2と同じく血球に高発現するDok-3については、Dok-1/2とは異なり、そのチロシンリン酸化によってGrb2と会合することにより、間接的にRasの活性化を阻害し得ることを解明した。既に、Dok-1/2/3三重欠損マウスの樹立にも成功し、造血系細胞に高発現するDok類縁分子全体の機能解析を進めている。
他方、我々は新規のDok類縁分子としてDok-7を同定し、それが、筋特異的な受容体型チロシンキナーゼであるMuSKの活性化因子として機能し、MuSKと同じく、神経筋接合部の形成に必須であることを発見した。さらに、神経筋接合部の形成不全を伴う肢帯型の先天性筋無力症がdok-7遺伝子の両アレル生の変異によって発症することを世界に先駆けて解明した。これらの発見は、細胞内因子による受容体型チロシンキナーゼの活性化と言う未知の分子機構の存在を意味するだけではなく、今までその原因が不明であった筋無力症の診断法を提示し、また、その治療法開発の基盤となる重要な知見である。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】14,700千円 (直接経費: 14,700千円)

【研究分野】機能生物化学

【研究領域課題番号】17570105 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

出芽酵母 / ストレス応答 / 高浸透圧 / MAPキナーゼ経路 / HOG経路 / シグナル伝達 / 酵母 / MAPキナーゼ / リン酸化 / Ssk1 / Ssk2 / Ssk22

【研究成果の概要】

環境変化に迅速に適応するため、真核生物はストレス応答MAPキナーゼ経路を備えている。出芽酵母には高浸透圧で活性化されるHOG経路が存在し、2つの独立した上流支経路(SHO1経路、SLN1経路)をもつ。本研究ではSLN1,SHO1経路活性化及び制御の分子機構を明らかにするための解析を行った。前者に関しては表題にあるSsk1が分子スイッチとして巧みにHOG経路の活性制御に関わることを解析した。後者については、SHO1経路に関わる複数の因子がアダプター機能を有し、互いにダイナミックに相互作用することで、巧妙にシグナルを伝達する仕組みを明らかにした。後者について以下に具体的に記述する。
我々はSHO1経路活性化に欠損を示すSte50のRAドメイン変異の高浸透圧感受性を抑圧するCDC42変異体の単離に成功し、Cdc42がSte50、Ste20それぞれと結合しアダプター因子として経路活性化に働く可能性を示した。またRAドメイン欠失によりSHO1経路活性化に欠損を示す変異型Ste50が膜局在配列を付加させることで経路を活性化させたことから、Cdc42との結合を介したSte50の細胞膜への移行が経路活性化に重要であることを明らかにした。以上より高浸透圧で活性化されたCdc42はSte20との結合を介しSte20を活性化すると同時にSte50との結合を介しSte50-Ste11複合体を膜にリクルートすることでSte20によるSte11のリン酸化を可能にすると考えられた。
さらに活性化したSte11はSte50とともに膜上のSho1の細胞質領域と結合し、Sho1と結合しているPbs2をリン酸化・活性化することも示し、SHO1経路において複数の因子がそのアダプター機能により精巧に各因子間の相互作用を調節し、ダイナミックなシグナル伝達を可能にしていることがわかった。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】3,500千円 (直接経費: 3,500千円)

【研究分野】放射線科学

【研究領域課題番号】17790849 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

シグナル伝達 / JNK / JIP / MAPKKK / ストレス応答シグナル / リン酸化 / Negative regulation

【研究成果の概要】

MAPKシグナル伝達経路は、MAPKKK, MAPKK, MAPKからなるリン酸化カスケードである。哺乳類細胞では、ERK,JNK,p38の3経路が存在し、増殖、細胞死、分化などの制御に深く関わっている。その中のJNKカスケードは、ストレス応答伝達経路として細胞増殖・細胞死を制御していると考えられている。申請者はJNKカスケードの最上流分子であるMAPKKK(MEKK1,2,3,TAK1など)に結合する新規のセリン・スレオニンキナーゼ(STK38)を同定した(未発表データ)。この分子の機能・役割はもとより、その細胞内基質やがんとの因果関係も未知である。これまで、STK38に対する特異的抗体を作製し、種々の培養細胞や組織でユビキタスに発現していること、STK38過剰発現によりJNKカスケード最上流因子である種々のMAPKKKの活性化が阻止され、その結果としてJNKシグナル伝達が抑制されることを見いだした。次にSTK38に対するsh RNAを発現するベクターを構築し、細胞内に導入後、種々のストレスに対するシグナル伝達や細胞応答を解析した。その結果、X線、抗ガン剤の一種であるエトポシド、ソルビトールなどのOsmotic stressに対して、STK38 sh RNA発現ベクターを導入し、強制的にSTK38の発現をノックダウンさせた細胞では、MEKK1,MEKK2などのMAPKKKの活性化とストレス誘発細胞死が亢進されることが判明した。これらのことからSTK38は、MAPKKKの抑制因子でストレスシグナルを制御する重要なタンパクであることが示唆された。今後は、STK38のMAPKKK抑制のメカニズムを詳細に検討し、増感剤開発のための足がかりを構築する。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2005 - 2006

【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】15390559 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

リン酸化 / シグナル伝達 / プロテオーム / 形態形成

【研究成果の概要】

p38 MAPキナーゼ経路はリン酸化反応を用いた細胞内情報伝達系であり、分化の制御や発生過程でのアポトーシスの制御に重要な役割を担っていることが明らかとなっている。われわれは、この経路の上流の制御分子であるASK1の恒常的活性化型変異体を発現させ、p38 MAPキナーゼを選択的かつ恒常的に活性化させることによりPC12細胞を神経細胞様に分化させる系を確立した。この細胞を用いたプロテオーム解析の結果、tubulinの重合、脱重合を制御するリン酸化タンパクであるstathmin-1(oncoprotein-18)がp38のリン酸化標的分子であることを明らかにした。今後、stathmin-1をp38による細胞分化の過程でのエフェクター分子の一つとして位置づけ、その機能の解析を進める必要がある。一方、さらに形態形成におけるp38経路の役割を個体レベルで検討するため、ASK1の恒常的活性化型変異体をショウジョウバエ個体にGAL4/UASシステムを用いて部位特異的に発現させ、その効果を検討した。その結果、背側正中領域にこの変異体を発現させた際に、成虫において異所性の黒色の色素沈着が認められた。ドミナントネガティブ型p38を発現するハエ個体においてはこの表現型は認められないことから、p38によってこのような現象が制御されていることが示唆された。また、この表現型を指標とした染色体欠失系統の遺伝学的スクリーニングを行ったところ、哺乳類細胞においてドーパミン産生に関わることが知られている転写因子が、p38経路の下流で機能している可能性が示された。以上のことから、この転写因子はp38による機能的細胞分化において非常に重要な役割を担っているものと考えられる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2003 - 2004

【配分額】12,900千円 (直接経費: 12,900千円)

【研究分野】医化学一般

【研究領域課題番号】09470036 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

チロシンキナーゼ / JAK / STAT / CIS / ノックアウトマウス / サイトカイン / エリスロポエチン / 胎児造血 / エリスポエチン / エリスロポエチン受容体 / シグナル伝達 / 細胞分化 / SH2ドメイン / りん酸化 / 情報伝達 / CISファミリー

【研究成果の概要】

赤血球造血の制御機構を解明するために我々は造血幹細胞に特異的に発現する遺伝子の解析を行った。まず骨髄細胞をセルソーターにて造血幹細胞を分画し、この細胞集団からPCR増幅を経てcDNAライブラリーを作成した。これを酵母two-hybrid用のベクターに組み込み、c-kitをbaitとしたスクリーニングを行った。その結果STAP-1と呼ぶ新規遺伝子をクローニングした。この遺伝子はPleckstrin homology(PH)ドメイン,Src homology 2(SH2)ドメインを有するアダプター分子でc-kitによってチロシンりん酸化された。RT-PCRの結果、STAP-1の発現はc-kitを有する骨髄細胞に限局することが明らかとなった。また最も高い発現はCD34 low/-Sca-1+c-kit+Lin-の幹細胞分面に得られた。現在生化学的な解析を行っている。
次にエリスロポエチン受容体からのシグナルを制御する分子として、我々がクローニングしたCIS3の機能解析を行った。CIS3は胎児肝臓の赤芽球前駆細胞に強く発現していた。生理機能を明らかにするためにノックアウトマウスを作成した。CIS3-/-ノックアウトは胎性致死であり、受精後12日以前は野生型と大きな形態の差はないが12.5-15日胚では全身での出血が見られた。また特に肝臓では構造が崩れており有核の胎児型赤血球で充満していた。胎児肝細胞をEPO存在下で培養すると野生型マウスにくらべてはるかに大きなBFU-E(前期赤芽球前駆細胞)コロニーが形成された。また赤芽球前駆細胞においてCIS3とJAK2の会合が確かめられた。したがってCIS3は胎児造血幹細胞においてEPO/JAK2シグナルを負に調節する因子であることが示された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1997 - 1999

【配分額】13,400千円 (直接経費: 13,400千円)

【研究分野】医化学一般

【研究領域課題番号】07457032 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

TGF-β / レセプター / リン酸化 / シグナル伝達 / 免疫抑制剤 / cDNAクローニング / 増殖抑制 / セリン-スレオニンキナーゼ

【研究成果の概要】

1. β型トランスフォーミング増殖因子(TGF-β)のII型レセプターによるI型レセプターの活性化
TGF-βはまずII型レセプターに結合し、この結果I型レセプターをリン酸化して活性化するが、そのさいI型レセプターのGSドメインとよばれる構造が重要であることがこれまでに知られている。今回我々は、I型レセプターの膜貫通領域とGSドメインの間に位置する領域(以下、JM領域)のシグナル伝達における重要性を明らかにした。さらにII型レセプターとI型レセプターのリン酸化部位の同定を試み、II型レセプターでは膜貫通領域とキナーゼ活性領域の間に位置する領域とC末端領域が、またI型レセプターではJM領域とGS領域のセリンやスレオニンがリン酸化されることを確認した。今後はリン酸化によってどのようなシグナルが伝えられるかを明らかにする。
2. TGF-βI型レセプターの細胞内基質の同定とシグナル伝達機構
我々は酵母を用いたtwo-hybrid法によってTGF-βI型レセプターの基質となるペプチドのクローニングを試みた。その結果FKBP12(免疫抑制剤であるFK506やラパマイシンの細胞内結合ペプチド)やfarnesyl transferase-αを見出した。さらに最近ショウジョウバエ由来のI型レセプターであるthick veinsやsaxophoneに結合するタンパク質の同定をtwo-hybrid法で試みた。その結果、FKBP-12の他、少なくとも3つの新しいタンパク質が結合することが明らかとなった。今後はこれらのタンパク質のシグナル伝達における役割、とくに増殖抑制やアポトーシスへの効果を検索する。

【研究種目】一般研究(B)

【研究期間】1995

【配分額】7,700千円 (直接経費: 7,700千円)