体軸形成におけるAxinの作用機構の解析

Axin在体轴形成中的作用机制分析

基本信息

批准号：
10171223
负责人：
岸田昭世
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Hiroshima 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-10171223/
关键词：
体軸形成 Axin Axil β-catenin Wntシグナル伝達系 GSK-3β APC

项目摘要

細胞間分泌蛋白質Wntは、種を越えて生物の胎生期における体軸形成や細胞の分化に関わることが明らかになりつつある。Wntのシグナルは細胞膜上のFrizzledを介してDishevelled、リン酸化酵素GSK-3β(glycogen synthase kinase-3β)、β-catenin、転写因子TCFへと伝達される。Wntのシグナル伝達系はβ-cateninの分解を抑制し細胞質に蓄積させる作用があると考えられている。私共はGSK-3βと結合する二つの新規蛋白質を見出した。一つの蛋白質はWntシグナル伝達系を抑制的に制御してアフリカツメガエルの体軸形成を決定するAxinと同一で、他の一つはAxinのホモログであったことからAxil(Axin like)と命名した。これら2つの分子は、共にN末端側にregulators of Gprotein signaling(RGS)領域、C末端側にDshと類似した領域が認められた。東京大学浅島教授らとの共同研究でAxilをアフリカツメガエル初期胚に導入すると、AxilもAxin同様にWntシグナルを抑制的に制御した。AxinのRGS領域にAPCが、中央の隣接した異なる領域にGSK-3βとβ-cateninが結合しこの4者が複合体を形成した。AxinのGSK-3β結合領域の直前にはGSK-3βのリン酸化モチーフが認められ、この部分はGSK-3βによってリン酸化される、Axin存在下ではGSK-3βによるβ-cateninのリン酸化が著明に充進した。さらに、COS細胞やSW480細胞にAxinを発現させるとβ-cateninの分解が促進される。これらの結果から、AxinはGSK-3βによるβ-cateninのリン酸化を促進することによりβ-catenin分解を誘導し、その結果Wntシグナル伝達系を抑制することが明らかになった。

显然，在跨物种的生物体的胎儿阶段，细胞间分泌蛋白Wnt参与人体轴的形成和细胞分化。 Wnt的信号通过在细胞膜上的毛躁传输到磷酸酶GSK-3β（糖原合酶-3β），β-catenin和转录因子TCF。据认为，Wnt信号系统抑制β-catenin的降解并积聚在细胞质中。我们发现了两种与GSK-3β结合的新型蛋白质。一种蛋白质与Axin相同，Axin抑制了Wnt信号系统并确定异武体轴的形成，而另一个是Axin的同源物，因此被称为Axil（Axin Like）。这两个分子均包含N端上的Gprotein信号传导（RGS）区域的调节剂，并且在C端上类似于DSH的区域。在与东京大学Asashi教授的联合研究中，当将Axil引入早期Xenopus Embryos时，Axil也抑制了对Wnt信号的控制，就像Axin一样。与AXIN的RGS区域结合，GSK-3β和β-catenin结合到不同的中央相邻区域，导致四个形成。 GSK-3β的磷酸化基序在AXIN的GSK-3β结合区域之前立即观察到，并且该部分被GSK-3β磷酸化，在AXIN存在下，GSK-3β的β-Catenin磷酸化显着增加。此外，在COS细胞和SW480细胞中AXIN的表达促进了β-catenin的降解。这些结果表明，Axin通过促进β-3β磷酸化β-catenin的GSK-3β磷酸化诱导β-catenin降解，从而抑制了Wnt信号系统。