ユビキチンリガーゼCdc4/Fbw7変異にともなう組織特異的細胞増殖機構の解明

阐明与泛素连接酶 Cdc4/Fbw7 突变相关的组织特异性细胞增殖机制

基本信息

批准号：
18013005
负责人：
中山啓子
金额：
$ 9.34万
依托单位：
Tohoku University
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：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

ユビキチンリガーゼCdc4/Fbw7は、Notch、サイクリンE、c-Mycなど細胞増殖を促進する分子をユビキチン化するリガーゼであることが、試験管内の研究で明らかとなっている。また、様々ながんでCdc4/Fbw7の変異が報告されがん抑制遺伝子であると考えられる。すなわちCdc4/Fbw7の機能不全によりその基質分子が異常に蓄積し、そのために異常な細胞増殖、がん化を引き起こしていると考えられる。そこでわれわれは、Cdc4/Fbw7のコンディショナルノックアウトマウスを作製し、Cdc4/Fbw7の生物学的な機能、特に発がんに対する関与を調べた。まず、胎仔線維芽細胞でCdc4/Fbw7遺伝子を欠失させた。すると予想に反して細胞の増殖が著しく抑制された。これは、細胞周期のG1期での停止とアポトーシスの増加によるものであった。その際に、タンパク質の発現量を調べてみると、Cdc4/Fbw7の基質と報告されているもののうち、Notch-1が異常な蓄積を示すものの、サイクリンEやc-Mycの蓄積は認められなかった。そこで、Notch-1が転写因子として機能する際の共役因子であるRBP-jとのダブルノックアウトを作製しNotch-1の過剰な機能発現をキャンセルすることを試みた。すると、Cdc4/Fbw7シングルノックアウトで観察された増殖抑制は解除された。このことから、Cdc4/Fbw7は胎仔線維芽細胞においては、Nocthのシグナル量を制御することによって適切な増殖能力を維持していること考えられた。

体外研究表明，泛素连接酶 Cdc4/Fbw7 是一种能够泛素化促进细胞增殖的分子的连接酶，例如 Notch、cyclin E 和 c-Myc。此外，Cdc4/Fbw7的突变已在多种癌症中被报道，并且它被认为是肿瘤抑制基因。换句话说，人们认为Cdc4/Fbw7的故障会导致其底物分子的异常积累，从而导致细胞异常增殖和癌变。因此，我们制备了Cdc4/Fbw7条件敲除小鼠，并研究了Cdc4/Fbw7的生物学功能，特别是其与致癌作用的关系。首先，胎儿成纤维细胞中的 Cdc4/Fbw7 基因被删除。与预期相反，细胞增殖被显着抑制。这是由于细胞周期停滞在 G1 期并导致细胞凋亡增加。当时，在检查蛋白质表达水平时，我们发现在Cdc4/Fbw7报道的底物中，Notch-1表现出异常积累，但没有观察到cyclin E或c-Myc的积累。因此，我们尝试通过RBP-j（Notch-1作为转录因子发挥作用时的辅助因子）进行双敲除来消除Notch-1的过度功能表达。结果，在 Cdc4/Fbw7 单敲除中观察到的生长抑制被消除。这表明Cdc4/Fbw7通过控制Nocth信号的量来维持胎儿成纤维细胞适当的增殖能力。