平成12年度未来開拓学術研究推進事業研究成果報告書概要



1.研究機関名 (財)癌研究会癌研究所
 
2.研究領域 生命科学
 
3.研究分野 細胞シグナリング
 
4.研究期間 平成8年度〜平成12年度
 
5.研究プロジェクト番号 96L00304
 
6.研究プロジェクト名 セリン−スレオニンキナーゼ型レセプターによる細胞内シグナル伝達機構

7.プロジェクト・リーダー
プロジェクト・リーダー名 フリガナ 所属部局名 職名
宮園 浩平 ミヤゾノ コウヘイ 生化学部 嘱託部長

8.コア・メンバー

コア・メンバー名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
川畑 正博 カワバタ マサヒロ (財)癌研究会癌研究所・生化学部 主任研究員
今村 健志 イマムラ タケシ (財)癌研究会癌研究所・生化学部 主任研究員
野田 哲生 ノダ テツオ (財)癌研究会癌研究所・細胞生物部 嘱託部長

9.研究協力者

研究協力者名 フリガナ 所属研究機関名・所属部局名 職名
加藤 光保 カトウ ミツヤス (財)癌研究会癌研究所・生化学部 主任研究員
藤井 万紀子 フジイ マキコ (財)癌研究会癌研究所・生化学部 ポスドク
別府 秀幸 ベップ ヒデユキ (財)癌研究会癌研究所・生化学部 ポスドク

10.研究成果の概要

我々はTGF-βスーパーファミリーに結合するセリン−スレオニンキナーゼ型レセプターの細胞内シグナル伝達機構を明らかにする目的で研究を行った。本プロジェクトは(1)下等動物を用いたセリン−スレオニンキナーゼ型レセプターのシグナル伝達の研究、(2)哺乳類細胞でのセリン−スレオニンキナーゼ型レセプターのシグナル伝達の研究、(3)遺伝子ターゲティングによるセリン−スレオニンキナーゼ型レセプターのシグナル伝達の研究という3つの柱を作って推進した。
 我々は本研究を開始してすぐに抑制型SmadであるSmad6をクローニングしてその機能を明らかにし、Smadを特異型、共有型、抑制型の3つに分類した。その後さらに、Smadに結合するタンパク質を数多く同定し、TGF-βスーパーファミリーの多彩な機能を分子レベルで明らかにした。またアデノウイルスベクターにセリン−スレオニンキナーゼ型レセプターやSmadを組み込むことによってさまざまな細胞への遺伝子の導入を効率よく行うことに成功した。これによってBMPがどのようにして骨形成に関与するかなど、TGF-βスーパーファミリーのin vivoでの働きを詳細に明らかにすることができた。
 またショウジョウバエのシグナル伝達を分子生物学的に解明することを一つの柱としたが、DIAP1、Dad、Medea、dSmad2,Schnurriなどさまざまなショウジョウバエ由来の分子を研究することにより、哺乳類細胞でのこれらの類縁分子の働きをより詳細に明らかにすることができた。
 さらにSmad2やBMP type II receptorなどのノックアウトマウスの作成したが、BMP type II receptorの異常はヒトの原発性肺高血圧症の原因となることが報告され、本研究でこの疾患の診断や治療への応用のための基礎的知見を得ることができた。

11.キーワード

(1)TGF-β、(2)BMP、(3)セリン−スレオニンキナーゼ
(4)レセプター、(5)Smad、(6)ショウジョウバエ
(7)アデノウイルスベクター、(8)遺伝子ターゲティング、(9)シグナル伝達

12.研究発表(印刷中も含む)

[雑誌論文]
著者名 論文標題
Heldin, C. -H., et al. TGF-β signalling from cell membrane to nucleus via Smad proteins
雑誌名 発行年 ページ
Nature 390 1997 465-471

著者名 論文標題
Nakao, A., et al. TGF-β receptor-mediated signalling through Smad2, Smad3 and Smad4
雑誌名 発行年 ページ
EMBO J. 16 1997 5353-5362

著者名 論文標題
Imamura T., et al. Smad6 inhibits signalling by the TGF-β superfamily
雑誌名 発行年 ページ
Nature 389 1997 622-626

著者名 論文標題
Shimizu, A., et al. Identification of receptors and Smad proteins involved in activin signaling in a human epidermal keratinocyte cell line
雑誌名 発行年 ページ
Genes Cells 3 1998 125-134

著者名 論文標題
Oeda, E., et al. Interaction of Drosophila inhibitors of apoptosis with Thick veins, a type I serine/threonine kinase receptor for Decapentaplegic
雑誌名 発行年 ページ
J. Biol. Chem. 273 1998 9353-9356

著者名 論文標題
Inoue, H., et al. Interplay of signal mediators of Decapentaplegic (Dpp): Molecular characterization of Mothers aganst dpp, Medea, and Daughters against Dpp
雑誌名 発行年 ページ
Mol. Biol. Cell 9 1998 2145-2156

著者名 論文標題
Kawabata, M., et al. Smad proteins exist as monomers in vivo and undergo homo- and hetero- oligomerization upon activation by serine/threonine kinase receptors
雑誌名 発行年 ページ
EMBO J. 17 1998 4056-4065

著者名 論文標題
Nishihara, A., et al. Role of p300, a transcriptional coactivator, in signaling of TGF-β
雑誌名 発行年 ページ
Genes Cells 3 1998 613-623

著者名 論文標題
Yagi, K., et al. Alternatively-spliced variand of Smad2 lacking exon 3: Comparison with wild-type Smad2 and Smad3
雑誌名 発行年 ページ
J. Biol. Chem. 274 1999 703-709

著者名 論文標題
Yanagisawa. J., et al. Convergence of transforming growth factor-β and vitamin D signaling pathways on SMAD transcriptional coactivators
雑誌名 発行年 ページ
Science 283 1999 1317-1321

著者名 論文標題
Nakashima, K., et al. Synergistic signaling in fetal brain by STAT3-Smad1 complex bridged by p300
雑誌名 発行年 ページ
Science 284 1999 479-482

著者名 論文標題
Nishihara, A., et al. E1A inhibits transforming growth factor-β signaling through binding to Smad proteins
雑誌名 発行年 ページ
J. Biol. Chem. 274 1999 28716-28723

著者名 論文標題
Ebisawa, T., et al. Characterization of bone morphogenetic protein-6 signaling pathways in osteoblast differentiation
雑誌名 発行年 ページ
J. Cell Sci. 112 1999 3519-3527

著者名 論文標題
Fujii, M., et al. Roles of bone morphogenetic protein type I receptors and Smad proteins in osteoblastic and chondroblastic differentiation
雑誌名 発行年 ページ
Mol. Biol. Cell 10 1999 3801-3813

著者名 論文標題
Ishida, W., et al. Smad6 is a Smad1/5-induced Smad inhibitor: Characterization of bone morphogenetic protein-responsive element in the mouse Smad6 promoter
雑誌名 発行年 ページ
J. Biol. Chem. 275 2000 6075-6079

著者名 論文標題
Udagawa, Y., et al. Schnurri interacts with Mad in a Dpp-dependent manner
雑誌名 発行年 ページ
Genes Cells 5 2000 359-370

著者名 論文標題
Beppu,, H., et al. BMP type II receptor is required for gastrulation and early development of mouse embryos
雑誌名 発行年 ページ
Dev. Biol. 221 2000 249-258

著者名 論文標題
Aoki, H., et al. Synergistic effects of different bone morphogenetic protein type I receptors on alkaline phosphatase induction
雑誌名 発行年 ページ
J. Cell Sci.   2001 in press

著者名 論文標題
Miyazono, K., et al. TGF-β signaling by Smad proteins
雑誌名 発行年 ページ
Adv. Immunol. 75 2000 115-157

著者名 論文標題
Miyazono, K. Positive and negative regulation of TGF-β signaling
雑誌名 発行年 ページ
J. Cell Sci. 113 2000 1101-1109

著者名 論文標題
Miyazono, K. TGF-β signaling by Smad proteins
雑誌名 発行年 ページ
Cytokine Growth Factor Rev. 11 2000 15-22

著者名 論文標題
Miyazono, K., et al. Divergence and convergence of TGF-β/BMP signaling
雑誌名 発行年 ページ
J. Cell. Physiol.   2001 in press

著者名 論文標題
Ebisawa, T., et al. Smurf1 interacts with transforming growth factor-β type I receptor through Smad7 and induces receptor degradation
雑誌名 発行年 ページ
J. Biol. Chem.   2001 in press

著者名 論文標題
Fukuchi, M., et al. Ligand-dependent degradation of Smad3 by a ubiquitin ligase complex of ROC1 and associated proteins
雑誌名 発行年 ページ
Mol. Biol. Cell   2001 in press


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