JNK依存的細胞死実行経路の同定とカスペース非依存的細胞死における役割の解析

JNK依赖性细胞死亡执行途径的鉴定及其在caspase非依赖性细胞死亡中的作用分析

基本信息

批准号：
04J10342
负责人：
浦誠司
金额：
$ 2.18万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J10342/
关键词：
JNK MST1 アポトーシス核凝集 Caspase非依存的細胞死

项目摘要

アポトーシスは生物に不必要となった細胞を除去するシステムとして極めて重要な役割を果たしている。これまでCaspaseを中心にアポトーシス実行経路の研究がなされてきた一方で、近年Caspaseに依存しない自律的な細胞死が存在することが示唆され、より大きな概念としてプログラム細胞死という考え方が提唱されている。本研究ではこれまでに、MST1がストレス応答MAPKであるJNKを介してCaspaseの活性化と細胞死を制御することを明らかにした。また、MST1によって誘導される細胞死で観察される様々な変化がCaspaseに依存しないことを見いだした。これらのCaspase非依存的な変化の中でも特に核周辺部でのクロマチン凝集は、多くの細胞死誘導系でCaspaseを阻害しても進行することが示されており、JNKがCaspase非依存的な細胞死実行経路のトリガーとして働く可能性が示唆された。そこでCaspase非依存的な細胞死実行経路へのJNKの関与、およびその標的分子を明らかにする為に、遺伝子のノックアウトが可能なES細胞を用いてEGFP融合ヒストンH2Bによって核周辺部へのクロマチン凝集をレーザー共焦点顕微鏡を用いて解析できる系を構築した。この系を用い、MST1による核周辺部へのクロマチン凝集が、MST1の下流でJNKを活性する分子であるMKK4およびMKK7の両遺伝子をノックアウトしたES細胞において顕著に抑制されることから、Caspase非依存的な核凝集の誘導にJNKが必須であることを明らかにした。また、恒常的活性化型JNK分子をMKK4/7両欠損ES細胞に導入することによってCaspase非依存的な核凝集が誘導されることを見いだし、JNKの活性化がCaspase非依存的な核凝集を誘導するに十分であることを見いだした。さらに、Fasで誘導されるアポトーシスにおいて、JNKの活性化が初期の核凝集の誘導に必要であることを見出し、JNKの活性化が細胞死における核凝集の実行経路として働いていることを明らかにした。

细胞凋亡作为去除活生物体不再需要的细胞的系统发挥着极其重要的作用。虽然细胞凋亡执行途径的研究主要集中在半胱天冬酶上，但近年来有人提出不依赖半胱天冬酶的自主细胞死亡的存在，并提出了更广泛的程序性细胞死亡的概念。在这项研究中，我们之前已经证明MST1通过应激反应MAPK JNK控制Caspase激活和细胞死亡。我们还发现 MST1 诱导的细胞死亡中观察到的各种变化与 caspase 无关。在这些不依赖于 caspase 的变化中，即使 caspase 在许多细胞死亡诱导系统中受到抑制，核外围的染色质聚集仍会继续进行，JNK 认为它可能充当死亡执行途径的触发因素。因此，为了阐明JNK在非caspase依赖性细胞死亡执行途径中的参与及其靶分子，我们利用能够基因敲除的ES细胞，通过EGFP融合的组蛋白H2B诱导核外围染色质浓缩。系统可以使用激光共焦显微镜对此进行分析。使用该系统，我们发现在 ES 细胞中，MST1 诱导的核周边染色质聚集受到显着抑制，其中 MKK4 和 MKK7 基因（激活 MST1 下游 JNK 的分子）均被敲除，表明染色质聚集受到抑制。我们发现 JNK 对于诱导核聚集至关重要。此外，我们发现，通过将组成型激活的JNK分子引入MKK4/7缺陷的ES细胞中，可以诱导不依赖半胱天冬酶的核聚集，并且发现其足以诱导。此外，我们发现 JNK 激活是 Fas 诱导的细胞凋亡中核聚集的初始诱导所必需的，并揭示 JNK 激活在细胞死亡过程中充当核聚集的执行途径。