膜蛋白Notchによる分化抑制の細胞内分子機構

膜蛋白Notch抑制分化的细胞内分子机制

• 批准号: 10152226
• 负责人: 影山 龍一郎
• 金额: $ 2.56万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10152226/
• 关键词: Notch; Hes; bHLH; 側方抑制; 標的遺伝子破壊; ノックアウトマウス; 細胞分化

Notchは細胞外にEGFモチーフをもつ膜蛋白で、リガンド刺激で活性化されると分化を抑制する。細胞外ドメインが欠落すると恒常的活性化型になり、白血病や乳癌等を引き起こす。活性型Notchから分化抑制に至る細胞内分子機構には不明の点が多いが、我々が同定したbHLH型転写因子Hes1,Hes5の関与が示唆されている。そこで本研究ではNotchによる癌化機構を明らかにするために、神経分化をモデル系としてNotch経路におけるHesの役割について解析を行った。まず、活性型Notchによって内在性のHes1とHes5の発現が増加したので、両遺伝子がNotchの機能に必要がどうかを調べるために、Hes1あるいはHes5が欠損したマウス、およびHes1とHes5が同時に欠損したマウスを作製した。これらのマウスから調製した細胞に対して、活性型Notchを発現するレトロウイルスを感染させて分化制御を調べた。その結果、Hes1あるいはHes5のどちらかのみが欠損した場合には野生型のときと同様、Notchによる分化抑制がみられたのに対して、Hes1とHes5が同時に欠損したときにはNotchによる分化抑制が解除された。すなわち、(1)Hes1かHes5のどちらかがあればNotchは分化抑制できること、そして(2)両遺伝子はNotchの下流で必須のエフェクターとして機能することが明らかとなった。HesはbHLH型分化決定因子の機能を阻害して分化を抑制することが知られている。これらの結果から、哺乳動物の細胞分化は「Notch→Hes1/Hes5┫bHLH型分化決定因子」(→促進;┫抑制)という経路で制御されることが示された。ただ、Hes1とHes5が同時に欠損した場合でもNotchによって分化抑制を受けている細胞が少しみられたことから、Hes1とHes5以外にもNotchの下流で機能する因子の存在が示唆された。今後は、この未知の因子の探索を行い、Notch経路の全体像を明らかにしていきたい。

Notch 是一种具有细胞外 EGF 基序的膜蛋白，当配体刺激激活时，它会抑制分化。当细胞外结构域缺失时，它就会被组成性激活，导致白血病、乳腺癌等。尽管导致抑制激活的Notch分化的细胞内分子机制的许多方面仍不清楚，但已表明我们鉴定的bHLH型转录因子Hes1和Hes5参与其中。因此，在本研究中，我们以神经元分化为模型系统分析了Hes在Notch通路中的作用，以阐明Notch介导的癌变机制。首先，由于活性Notch增加了内源性Hes1和Hes5的表达，因此我们创建了缺乏Hes1或Hes5以及共同缺陷Hes1和Hes5的小鼠，以检查这两种基因是否是Notch功能所必需的。用表达活性Notch的逆转录病毒感染从这些小鼠制备的细胞以研究分化控制。结果，当Hes1或Hes5缺失时，与野生型一样观察到Notch的分化抑制，而当Hes1和Hes5同时缺失时，Notch的分化抑制被解除。具体而言，研究表明，(1) Notch 可以在 Hes1 或 Hes5 存在的情况下抑制分化，(2) 这两个基因都作为 Notch 下游的重要效应子发挥作用。已知Hes通过抑制bHLH型分化决定因子的功能来抑制分化。这些结果表明，哺乳动物细胞分化是由“Notch→Hes1/Hes5┫bHLH分化决定因子”途径控制的（→促进；┫抑制）。然而，即使同时删除Hes1和Hes5，也发现一些细胞的分化受到Notch的抑制，这表明除了Hes1和Hes5之外，还存在在Notch下游发挥作用的因子。未来，我们希望探索这个未知因素，并阐明Notch通路的整体情况。