mRNA安定性調節による造血細胞の細胞周期・細胞死制御メカニズムの解析

通过mRNA稳定性调控分析造血细胞的细胞周期/细胞死亡控制机制

• 批准号: 17790645
• 负责人: 松井 啓隆
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17790645/
• 关键词: Bim; Hsc70; コシャペロン; アポトーシス; mRNA安定性制御; p27^<Kip1>; mRNA安定性

これまでに研究代表者らは、サイトカインやRas変異体・Bcr-Ablなどの発がん遺伝子産物由来の増殖シグナルが、Bcl-2ファミリーに属するアポトーシス誘導因子Bimの発現を抑制し、細胞の生存を維持するメカニズムを解明した。Bimの発現抑制は、多くの造血細胞や神経細胞ではmRNAレベルで起きるため、申請者らは当初この制御が転写調節によるものと考えたが、造血細胞では転写調節システムの関与は証明できなかった。そこで代表者は、造血細胞ではBimの発現レベルはmRNA安定性制御システムにより調節されていると考え、解析を行った。IL-3依存性造血細胞株であるBaf-3細胞から、Bim mRNAの3'非翻訳領域(3'UTR)に結合するタンパク質群を精製し、このうちIL-3存在下と非存在下とでmRNAへの結合が変化する因子を質量分析器により解析した。その結果、IL-3によりBim mRNAとの結合能が低下する因子として、シャペロンタンパク質Hsc70を同定した。Hsc70がRNA結合能を有していることは以前より知られていたが、その生物学的意義は不明であった。代表者は、Hsc70はコシャペロンとよばれる一群のタンパク質(Bagファミリー蛋白質、Hip、Chip、Hsp40など)と複合体を形成し、その構成因子がサイトカインからのシグナルにより変化することを明らかにした。すなわち、サイトカインはHsc70とBag-4,Chipとの結合を促進する一方、Hip, Hsp40との結合を抑制する結果、mRNA安定化因子であるHsc70複合体のmRNA結合能を低下させる。代表者が解明したこのシステムの役割は大きく、RNAiによりHsc70の発現を低下させると、IL-3非存在下でもBimは誘導されず、アポトーシスは遅延した。また白血病細胞ではRasやBcr講Ablに由来するシグナルが、Hsc70複合体のBim mRNAへの結合を阻害し、アポトーシスが抑制された。

迄今为止，主要研究人员已表明，源自致癌基因产物（如细胞因子、Ras 突变体和 Bcr-Abl）的增殖信号可抑制属于 Bcl-2 家族的凋亡诱导因子 Bim 的表达，并维持细胞生长。发生这种情况的机制已被阐明。由于许多造血细胞和神经细胞中Bim表达的抑制发生在mRNA水平，因此申请人最初认为这种控制是由于转录调节所致，但他们无法证明造血细胞中转录调节系统的参与。因此，该代表推测造血细胞中Bim的表达水平受到mRNA稳定性控制系统的调节，并进行了分析。我们从 Baf-3 细胞（一种 IL-3 依赖性造血细胞系）中纯化了一组与 Bim mRNA 3' 非翻译区 (3'UTR) 结合的蛋白质，并确定它们在存在和不存在使用质谱法分析改变与 mRNA 结合的 IL-3 因素。结果，我们确定伴侣蛋白 Hsc70 是降低 IL-3 与 Bim mRNA 结合能力的因子。尽管人们早已知道Hsc70具有RNA结合能力，但其生物学意义尚不清楚。该代表透露，Hsc70 与一组称为辅助伴侣的蛋白质（Bag 家族蛋白、Hip、Chip、Hsp40 等）形成复合物，并且其组成因子会根据细胞因子的信号而发生变化。也就是说，细胞因子在促进Hsc70与Bag-4和Chip结合的同时，抑制与Hip和Hsp40的结合，从而降低作为mRNA稳定因子的Hsc70复合物的mRNA结合能力。正如该代表所揭示的，该系统的作用是显着的；当 Hsc70 表达被 RNAi 降低时，即使在没有 IL-3 的情况下也不会诱导 Bim，并且细胞凋亡被延迟。此外，在白血病细胞中，源自 Ras 和 Bcr-Abl 的信号抑制 Hsc70 复合物与 Bim mRNA 的结合，从而抑制细胞凋亡。

项目成果

サイトカインによるmRNA半減期調節機構-造血細胞のアポトーシスと白血病への関与-

细胞因子对 mRNA 半衰期的调节 - 参与造血细胞凋亡和白血病 -

• 发表时间: 2006
• 期刊: 臨床血液 42(印刷中)
• 作者: Matsui;H.;松井啓隆 ほか
• 通讯作者: 松井啓隆 ほか