Analysis of Molecular Mechanism of ARF-dependent apoptotic cell death

ARF依赖性细胞凋亡的分子机制分析

基本信息

批准号：
13214040
负责人：
KAMIJO Takehiko
金额：
$ 21.76万
依托单位：
Shinshu University Hospital and Shinshu University School of Meclioine
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13214040/
关键词：
ARF p53 Apoptosis Mitochondria MAPK Caspase SV4OT SV40T Apootosis apoptosis ERK cell cycle 癌抑制遺伝子白血病アポトーシス

项目摘要

The tumor suppressor p19ARF, p14ARF in humans, is encoded by the Ink4a/ARF locus (Quelle, D. E.et al., (1995) Cell 83, 993-100) and mutated, deleted, or silenced in many forms of cancer. pl9ARF induces growth arrest by antagonizing the activity of the p53-negative regulator, Mdm2, thereby permitting a p53 transcriptional response (Kamijo, T. et al., (1997) Cell 91, 649-659; Kamijo T. et al., (1998) Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 95, 8292-829'). Although ARF activation and p53 stabilization alone are not sufficient to induce apoptosis in all cell types, upregulation ofp53 in this way strongly sensitizes cells to die in response to genotoxic stresses or additional apoptotic signals induced by oncogenes themselves. In this project, we first analyzed the mechanism of ARF-dependent apoptosis and demonstrated that ARF induces mitochondria-dependent apoptosis in p53 wild-type, ARF/p16-null cells. We also found that ARF evokes cytocbrome c release from mitochondria, decreases mitochondria mem … More brane potential and activates pro-caspase-9 to induce apoptosis. Our findings suggest that this apoptotic cellular modulation is brought about by up-regulation of the pro-apoptotic Bc1-2 family proteins Bax and Bim, and down-regulation of anti apopt3tic Bcl-2, in mitochondrial fractions. Additionally, ARF seems to down-tegulate Bc1-2 in a p53-dependent manner, while up-regulating Bax/Bim via a p53-independent pathway (Nakazawa Y, Kamuo, Koike K, Noda T. J Biol Chem. 278(30) : 27888-95. 2003)A recent study showed that triple knockout (TKO) mice lacking ARF, p53, and MDM2 develop multiple and more aggressive tumors per animal than mice lacking either gene alone (Weber, J. D et al., (1999) Nat. Cell Biol. 1, 20-26), indicating that ARF may suppress tumor progression by a p53/MDM2-independent manner. Moreover, previous reports presented that murine and human ARFs interact with MDM2 via NH2-terminal domains, but the functional domain of ARF and the molecular mechanism of p53/MDM2-independent tumor suppression has thus far not been identified. Taken together these findings, we next addressed the molecular mechanism of ARF-induced apoptotic cell death in a p53-independent manner using a p53/Rb-inactivated cell line, and, surprisingly, found that the COOH-terminal of ARF has the ability to induce p53-independent cell death. This is the first report that describes the apoptotic cell death-function of the p19ARF COOH-terminal. Furthermore, we address the responsible caspase cascade for p19ARF COOH-terminal induced apoptosis and relationship between the activated caspases and MAPKs controlling p19ARF COOH-terminal-induced apoptosis. For further investigation of ARF-induced cell death, we made p53/Rb-inactivated cells by introducing SV4OT into ARF-null MEFs. Re-introduction of ARF into the p53/Rb-inactivated cells up-regulated mitochondria-dependent apoptotic cell death accompanied cytochrome c release from mitochondria and activation of the intrinsic pathway caspases, i.e. caspase-9,-3 and-7. Interestingly, ARF bound SV4OT in the ARF-induced cells and re-activation of p53 was seemed to be mediated by the SV4OT inactivation by ARF, resulting in the mitochondrial dysfunction (Nakazawa Y and Kamijo T, submitted). Less

人类中的肿瘤抑制因子p19ARF、p14ARF由Ink4a/ARF基因座编码（Quelle，D.E.等人，(1995)Cell 83, 993-100)并且在p19ARF诱导的多种形式的癌症中发生突变、缺失或沉默。通过拮抗 p53 阴性调节因子 Mdm2 的活性来抑制生长，从而允许 p53转录反应（Kamijo, T. 等人，(1997) Cell 91, 649-659；Kamijo T. 等人，(1998) Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 95, 8292-829’）。单独的激活和 p53 稳定不足以诱导所有细胞类型的凋亡，p53 的上调以这种方式强烈使细胞响应基因毒性应激或癌基因本身诱导的额外凋亡信号而死亡。在这个项目中，我们首先分析了 ARF 依赖性细胞凋亡的机制，并证明 ARF 诱导 p53 野生型、ARF/p16 中线粒体依赖性细胞凋亡。我们还发现，ARF 会引起线粒体释放细胞色素 c，降低线粒体 mem … More 脑电位并激活 caspase-9 前体以诱导细胞凋亡。研究结果表明，这种凋亡细胞调节是由线粒体部分中促凋亡 Bc1-2 家族蛋白 Bax 和 Bim 的上调以及抗凋亡 Bcl-2 的下调引起的。以 p53 依赖性方式调节 Bc1-2，同时通过 p53 独立途径上调 Bax/Bim (Nakazawa Y、Kamuo、Koike K, Noda T. J Biol Chem. 278(30) : 27888-95) 最近的一项研究表明，缺乏 ARF、p53 和 MDM2 的三重敲除 (TKO) 小鼠每只动物会产生多个且更具侵袭性的肿瘤。单独的基因（Weber, J. D et al., (1999) Nat. Cell Biol. 1, 20-26），表明 ARF 可以抑制肿瘤进展此外，之前的报道表明，小鼠和人类ARF通过NH2末端结构域与MDM2相互作用，但ARF的功能结构域和独立于p53/MDM2的肿瘤抑制的分子机制迄今为止尚未有报道。综合这些发现，我们接下来使用 p53/Rb 灭活细胞以不依赖于 p53 的方式解决了 ARF 诱导细胞凋亡的分子机制。令人惊讶的是，我们发现 ARF 的 COOH 末端能够诱导 p53 独立的细胞死亡。这是第一份描述 p19ARF COOH 末端的凋亡细胞死亡功能的报告。 p19ARF COOH 末端诱导凋亡的负责 caspase 级联以及激活的 caspase 和控制 p19ARF COOH 末端诱导凋亡的 MAPK 之间的关系待进一步研究。为了研究 ARF 诱导的细胞死亡，我们通过将 SV4OT 引入 ARF 缺失的 MEF 中，制备了 p53/Rb 失活细胞。来自线粒体和内在途径 caspase 的激活，即隐含的 caspase-9、-3 和-7，ARF 结合 SV4OT。 ARF 诱导的细胞和 p53 的重新激活似乎是由 ARF 的 SV4OT 失活介导的，导致线粒体功能障碍（Nakazawa Y 和 Kamijo T，提交）。

项目成果

期刊论文数量（82）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ARF tumor dependent apoptosis by modulation of mitochondrial Bcl

通过调节线粒体 Bcl 来实现 ARF 肿瘤依赖性细胞凋亡

DOI：
发表时间：
2003
期刊：
J Biol Chem. 278
影响因子：
0
作者：
Nakazawa Y;Kamijo T;Koike K.Noda T.
通讯作者：
Koike K.Noda T.

ST1571 inhibits growth and adhesion of human mast cells in culture.

ST1571 抑制培养物中人类肥大细胞的生长和粘附。

DOI：
发表时间：
2003
期刊：
J Leukoc Biol. 74
影响因子：
0
作者：
Takeuchi K;Koike K;Kamijo T;他10名
通讯作者：
他10名

对一名患有先天性中性粒细胞减少症并发严重肺炎的 6 个月大婴儿，使用降低强度调理方案成功进行无关脐带血移植。

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Int J Hematol. 80(3)
影响因子：
0
作者：
Nakazawa Y;Sakashita K;Kinoshita M;Saida K;Shigemura T;Yanagisawa R;Shikama N;Kamijo T;Koike K.
通讯作者：
Koike K.

Tanaka M, Kamijo T et al.: "Specific Autoantibodies to Platelet Glycoproteins in Epstein-Barr Virus-Associated Immune Thrombocytopenia"Int J Hematol. 78. 168-170 (2003)

Tanaka M、Kamijo T 等人：“Epstein-Barr 病毒相关免疫性血小板减少症中血小板糖蛋白的特异性自身抗体”Int J Hematol。