アポト-シスの分子機構とその生理作用

细胞凋亡的分子机制及其生理效应

基本信息

批准号：
06283229
负责人：
長田重一
金额：
$ 90.88万
依托单位：
Osaka University (1995-1999)Osaka Bioscience Institute (1994)
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：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

アポトーシスは動物の発生過程で産生される不要な細胞,害となる細胞を取り除く細胞死の過程であり、細胞・核の凝縮、断片化、染色体DNAのヌクレオソームの単位への切断をともなっている。私達は、昨年、カスパーゼ(システンプロテアーゼ)によって活性化されるDNase(CAD,caspase-activated DNase)とその阻害たんぱく質(ICAD,inhibitor of CAD)を精製、その遺伝子を単離し、アポトーシスにおけるDNA断片化の分子機構を明らかとした。すなわちCADは増殖している細胞中ではICADと複合体を形成しており、アポトーシスの刺激によりカスパーゼが活性化されると、カスパーゼはICADを切断、不活化し自由になったCADが染色体DNAを切断する。本年度、CAD,ICADの組換えたんぱく質を大腸菌や蚕細胞で合成し,CADは高い比活性を持つDNaseであること,ICADはCADの阻害たんぱく質としてばかりでなく、CADが合成される際,シャペロンとして作用することを示した。すなわち、無細胞系や動物細胞でCADはそれ単独では活性を持つたんぱく質としては合成されず,機能的なたんぱく質が合成されるにはICADの存在が必須であった。また、ICADは塩酸グアニヂンによってdenatureしたCADのrefolding過程を促進した。一方,カスパーゼによって切断される部位に変異を導入したICADを発現するトランスジェニックマウスを樹立した。そのマウスの解析から、アポトーシスの際にはアポトーシスを起こした細胞が自らカスパーゼ・CADの系を用いて自殺するばかりでなく死につつある細胞をマクロファージがとりこみ、そのリソゾームに存在する酵素がDNAを分解することが明らかとなった。

细胞凋亡是清除动物发育过程中产生的不必要和有害细胞的细胞死亡过程，并伴随着细胞和细胞核的浓缩和破碎，以及染色体DNA裂解成核小体单位。去年，我们纯化了由caspase（半胱氨酸蛋白酶）激活的caspase-activated DNase（CAD）及其抑制蛋白（ICAD，CAD抑制剂），分离了其基因，并研究了细胞凋亡过程中的DNA断裂。的分子机制换句话说，在增殖细胞中，CAD 与 ICAD 形成复合物，当凋亡刺激激活 caspase 时，Caspase 会裂解并灭活 ICAD，然后释放的 CAD 会破坏染色体 DNA。今年，我们利用大肠杆菌和蚕细胞合成了CAD和ICAD的重组蛋白，发现CAD是一种具有高比活性的DNA酶，并显示出其作用。换句话说，在无细胞系统或动物细胞中，CAD本身并不是作为活性蛋白合成的，而ICAD的存在对于功能蛋白的合成至关重要。 ICAD还促进了盐酸胍变性的CAD的重折叠过程。另一方面，我们建立了表达 ICAD 的转基因小鼠，并在被 caspase 切割的位点引入了突变。对小鼠的分析表明，在细胞凋亡过程中，凋亡细胞不仅利用 caspase/CAD 系统自行自杀，而且巨噬细胞也会吞噬垂死的细胞，并且溶酶体中存在的酶会降解 DNA。