加齢医学研究所年次要覧1997-1998
雑誌名
加齢医学研究所年次要覧
巻
1997-1998
発行年
1999-06-30
東北大学
加齢医学研究所
年次要覧
1997-1998
ま え が さ 所長 藤 村 重 文
本研究所は,抗酸歯痛(結核と頻)の学理及びその応用の研究を目的として1942年
に設立され,その後時代に面応して癌研究を主要課題に加えてその使命を果たして
きました.本研究所は, 1993年4月に改組により加齢医学研究所となり,設置目的も｢加齢医学に関する学理及びその応用の研究｣に変更され, ｢難治性癖｣や｢痴呆を伴
う脳神経異常｣の制圧に向けた研究プロジェクトを展開することとなりました.その
後今日まで.多くの難問題を抱えながらも研究水準の向上を図る努力を続けて参り
ました.改組後5年に当たる1998年には本研究所の外部評価がおこなわれました.
2(m年度には研究所附属病院と医学部附属病院との統合が予定されています.加齢
医学の研究発展を目指し,基礎研究者と臨床研究者との密接な連携と協力のもとに
創造性の高い研究課題に取り組み,更なる発展に向けて努力して参りたいと存じま
す.1999年度の加齢医学研究所年次要覧を発刊するにあたり,一層のご理解とご支援
をお願い申し上げます.
この要覧には,加齢医学研究所における各研究分野 および附属施設の研究業績から,前回発行の年次要覧 (加齢医学研究所年次要覧, 1997年3月)に収録した 以降のものを一覧の形でまとめている.ただし,前回 inpressとして掲載されたものについては,引用を可 能にする目的で,改めて収録した. 1999年6月
編集
加齢医学研究所出版委員会
まえがさ
ここi 凡 例研究活動の概要
研究部門
遺伝子制御研究部門
遺伝子機能研究分野
遺伝子情報研究分野
免疫遺伝子制御研究分野
分化･発達医学研究部門
分子発生研究分野
発達病態研究分野
遺伝子導入研究分野
臓器病態研究部門
病態臓器構築研究分野
病態計測制御研究分野
呼吸器再建研究分野
腫瘍制御研究部門
腫瘍循環研究分野
呼吸器腫瘍研究分野
癌化学療法研究分野
加齢脳･神経研究部門
分子神経研究分野
機能画像医学研究分野
神経機能情報研究分野
附属施設
医用細胞資源センター
所 長 藤 村 重 文 171遺伝子制御研究部門
遺伝子機能研究分野
担当教授 安 井 明 /■〃1.研究分野紹介
DNA修復の機構の解明から生物の癌化,老化,進化での遺伝情報を維持する機構の役割を明らかにしようとする研究グループとダイオキシンの作用機構とAhレセプターの生体での役割を明らかにし
ようとする研究グループからなる.
I現在の主な研究
(1) DNA修復の研究DNA修復の研究では,活性酸素と紫外線による損傷の修復を研究の対象としている.
1)活性酸素によるDNA損傷の修復機構とその欠損がもたらす癌化,老化への影響を分子,細胞,マ
ウス個体レべ)レで解析している.活性酸素により生じる主なDNA損傷は塩基の修飾であるが,これらの損傷は,ヒトを含むどの生物
においても主に塩基除去修復により修復されると考えられている.活性酸素によるDNA損傷やその修
復が癌や老化及びその抑制に果たす役割を明らかにするために,塩基除去修復過程で修飾塩基を見つけて切り出す働きをするDNAグリコシラーゼ遺伝子の単離と遺伝子産物の機能解析を行った. 8-オキソ
グアニンなどの修飾プリンを取り除くヒトOGGlには4つのsplicingvariantsがあり,いずれもミトコ ンドリアに輸送されること,その内唯一つが核にも移行すること,チミングリコールなどの修飾ピリミ ジンを取り除くhNTHl遺伝子産物も核とミトコンドリアに輸送されること,さらに複製により生じる 8-オキソグアニンに対合するアデニンを切り取るhMYHも主にミトコンドリアで働くことなどを明ら かにした.この論文により,これらのヒトDNAグリコシラーゼの遺伝子産物が,核のみならず,ミト コンドリアでも働いていることが始めて示された.我々は,この事実から,ミトコンドリアでのDNA修復の意義について,細胞及びマウス個体でミトコンドリアDNAを修復出来るあるいは出来ない系を
作って,確かめようとしている. 2) DNA損傷を修復する新しい除去修復系を解析している. 真核微生物であるNeurospora uassaには紫外線にのみ感受性の株が報告されていたので,紫外線損傷特異的な修復系があるのではないかと考え,修復活性の相補法を用いて大腸菌,酵母,ヒトのいずれ
のヌクレオチド除去修復の欠損をも相補する新しい酵素遺伝子UVDEを単離した.この新規の蛋白は,
1紫外線で生じる二つの主な損傷であるシクロブタンピリミジン二量体と6-4光産物のいずれをも基質
として働き,その直ぐ5′に3′-OH,5'-P-損傷を残す切り方をして,これまでに知られていない単鎖切断に始まる新しい除去修復を行うことが判った.この酵素遺伝子は枯草菌や分裂酵母にもあることを示
し,さらに分裂酵母の種々の修復欠損株を用いた遺伝的解析を行い, UVDEにより入れられた単鎖切断 は異なった二つの経路で修復される事を示し,この新しい除去修復をUVERと名付けた.この単鎖切断に始まる修復系は,ヌクレオチド除去修復(NER),塩基除去修復(HER)に続く第三の新しい除去修
復系であることを示した.さらに最近,この修復酵素が紫外線損傷のみならず活性酸素で頻繁に生じる
塩基の無いサイト(APサイト)及びそれによりさらに生じる単鎖DNA切断も認識して修復する事を
発見した.この蛋白は,生物にとって最も致死的な損傷である種々の紫外線損傷と活性酸素で生じるAP
サイトの両方を修復する事の出来る最初の酵素である.その機構について分子レベルでの解析を進めて
いる. ノ3)哺乳動物の光回復酵素とそのヒトホモローグ･青色光受容体遺伝子の単離と遺伝子産物の機能解
析の機能解析を行っている.紫外線でDNAに生じる二量体に結合し,その際に入射する可視光のエネルギーで二塁体を単量体に
修復する光回復酵素については,これまで微生物由来の遺伝子しか知られていなかった.我々は大腸菌
での修復活性の相補法による高等動物由来の修復遺伝子を単離する方法を開発して1993年に始めて多
細胞生物(魚類)から光回復酵素遺伝子を単離し,微生物とは進化的に異なる新しい酵素を同定した.さ
らにその方法を発展させて有袋哺乳動物やショウジョバ工から酵素活性のある遺伝子を単離し,遺伝子
産物を解析して酵素の補助因子がFADであることを明らかにした.ヒトにはこの活性のある酵素遺伝
子は存在しないことも示したが,その後データ-ベースから,ヒトの光回復酵素ホモローグ遺伝子を見
つけ,染色体上の位置を決め,この遺伝子が全ての臓器で発現していることを示した.ヒトには二つの
ホモローグ遺伝子があり,それらに特異的な抗体を作って種々の培養細胞やマウスの臓器由来の細胞で
調べると,一つはミトコンドリアに,もう一つは核に主に存在していることと,いずれも光回復修復酵素としての働きは無いことが分かった.さらに,マウスの二つの光回復酵素ホモローグ遺伝子を単離し
て,この光回復酵素ホモローグ遺伝子を欠くマウスを作成したが,これらのマウスでは,体内時計その
ものに異常があり,二つの遺伝子を壊したマウスでは,暗闇に置くと同時にマウスは活動を始め,体内
時計が全くなくなっていることが明らかになった.その分子機構を解析中である.
(2)ダイオキシンとAhレセプター情報伝達の研究
I)ダイオキシンによるヒト白血病T細胞株のアポトーシス誘導の研究
ダイオキシンの急性毒性作用の一つとして,免疫機能の低下が認められているが,その機構を明らかにすることを目的として,ヒト白血病T細胞を用いたモデル系を選定することを行った.当研究所発達
病態研究分野の協力を得て,ヒト白血病T細胞株を分与して頂き,系統的に2, 3, 7,8-tetrachlorodiben-遺伝子機能研究分野 3
zo-p-dioxin (TCDD)に感受性が高い細胞株L-MATを選択した. L-MAT細胞のTCDDによる細胞
死は,電子顕微鏡的にも典型的なアポトーシス像を示していた.また,このL-MAT細胞には, Ahレ セプターがRT-PCR法でも検出されなかったのでAhレセプター非依存性のシグナ)レがアポトーシス
を引き起こすと考えられた.細胞のTCDD処理により,アポトーシスとの関係が示されているJNK
(cJun-N-teminal kinase)の活性上昇と同時に, Ekl-2の蛋白質レベルの減少が認められたの?, JNK
のシグナル伝達系が関与している可能性を示していた.そこ?,ドミナント･ネガティブJNKlを強制
発現させると,TCDDによるアポトーシスを抑えることができることから,TCDDからの細胞内シグナル伝達系によるJNKの活性化が,ヒト白血病T細胞をアポトーシスへ向かわせていると示唆された.
2)オメプラゾ-ルによるチトクロームP-450 1Al (CYPIAl)誘導機構の研究薬物代謝酵素であるCYPIAlの誘導機構の多様性を明らかにする目的で,オメプラゾ-ルによる
CYPIAlの誘導機構を調べた. Ahレセプターに結合しないオメプラゾ-ルが,種々のヒト培養細胞で I CYPIAlを誘導するが,マウスの培養細胞では全く誘導しない現象を兄い出した.この種間のCYPIAl 誘導性の差異を利用して,オメプラゾ-ルによるCYPIAlの誘導機構を調べた.種によるCYPIAlの 誘導性の違いは, CYPIAl遺伝子上の発現調節領域の違いではなく, Ahレセプターの構造上の違いで もなく,そのほかの細胞因子の性質の違いによることを明らかにした.さらに,オメプラゾ-ルによる Ahレセプターの活性型転写因子への変換は,チロンンキナ-ゼを介した細胞内シグナル伝達系が関与 していることが明かとなった.また,Ahレセプターのアンタゴニストの添加でオメプラゾ-ルの作用を阻害できないことなどから,オメプラゾ-ルはリガンド非依存性のAhレセプター活性化経路により,
CYPIAlを誘導発現させることが示された.この経路は,外来性リガンドを必要とせず,外部からのシグナル(オメプラゾ-ル様作動因子)がCYPIAlの誘導を促す生理的意味を持つものと思われる.これ
は,近年数多く報告されているbHLH-PASドメインを持つ一群の転写因子遺伝子の,活性化機構の理解にも寄与すると思われる.
2.研究報告
1)著書
1.菊池英明.ダイオキシンによる薬物代謝酵素の誘導,ダイオキシンの生体に及ぼす影響の分子,
生物学的総説. 『環境と健康II』,初版(野村大成,森本兼嚢,池永満生編), pp. 15-36,へるす 出版,東京, 1998. 2.安井 明. DNA修復と遺伝的組換え(現代医学の基礎第1巻).岩波書店,東京, 1998.3･ Yasui A, Eker APM･ DNA Photolyases. In: DNA Damage and Repair (ed. NickoloH'JA,
2)英文論文
(1) DNA修復の研究
1. Tamada T, Kitadokoro K, Higuchi Y, Inaka K, Yasui A, de Ruiter PE, Eker APM, Mikュ K･
crystal structure of DNA photolyase from Anacystis nidulans･ Nature Str Bめ1 4 : 887-891･ 1997･
2. Yonemasu R, McCready SJ, Murray JM, Osman F, Takao M, Yamamoto K, Lehmann AR〕 Yasui
/1 .
A. Characterization of the alternative excISIOn repalr pathway of UV-damaged DNA in
Sc履αac-chariOmyCeS pOmbe. Nuckic Acids Res 25 : 1553-1558, 1997･
3. Tohda H, Takao M, Kikuchi A, Yasumoto T, Yasui A･ Unstable expression of the
multi-drug-resistant phenotype in Chinese hamster ovary cells multi-drug-resistant to Okadaic acid･ Biochem Biophys Res
Cbmmun 232 : 398-402, 1997.
4･ Tokuyama S, Moriya S, Taniguchi S, Yasui A, Miyazaki ∫, Orikawa S, Miyagi T･ Suppression of
pulmonary metastasis in murine B16 melanoma cells by transrection or a sialidase cDNA･ Int J Cdncer 73 : 410-415, 1997.
5. Aburatani H, Hippo Y, Ishida T, Takashima R, Matsuba C, Kodama T, Takao M･ Yasui A･ Yamamoto K, Asano M, Fikasawa K, Yoshinari T, Inouc H, Ohtsuka E, Nishimura S･ Cloning
and characterization or mammalian 8-hydroxylguanine-sp∞綿c DNA glycosylase/apurinic,
apyr-imidinic lyase, a functional mutM homologue･ Cancer Res 57 : 2151-2156, 1997･
6. Fukuoka Y, Ember JA, Yasui A, Hugli TE･ Cloning and characterization of the guinea pig C5a
anaphylatoxin receptor : interspecies diverslty among the C5a receptors･ Inter lmmun01 3 :
275-283, 1998.
7･ Hayashi T, Takao M, Tanaka K, Yasui A, ERCCl mutations in UV-sensitive Chinese hamster
ovary (CHO) cell lines. Mutat Res 407: 269-276, 1998･
8･ Kobayashi K, Kanno S, Smit B, van der Horst GTJ, Takao M, Yasui A･ Characterization of photolyase/blue-light receptor homlogs in mouse and human cells･ Nuckic Acids Res 26 :
5086-5(槍2, 1998.
9. Takao M, Aburatani H, Kobayashi K, Yasui A･ Mitochondrial targettlng Of human DNA glycosylases for repalr Of oxidative DNA damage･ Nuckic Acids Res 26 : 2017-2922･ 1998･ 10. Yasui A, McCready SJ･ Altemative repalr Pathways for UV-induced DNA damage･ BioEssays
20: 291-297, 1998,
ll. Sarker AH, Ikeda S, Nakano H, Terato H, I°e H, Imai K, Akiyama K, Tsursui K, Bo Z, Kubo K,
Yamamoto K, Yasui A, Yoshida MC, Seki S. Cloning and characterization of a mouse
homologue (mNthll) ol Eschen'chia colt Endonuclease TII･ J MoI Biol 282 : 761-774, 1998･
12. Okano S, Kanno S, Takao M, Eker APM, Isono K, Tsukahara Y, Yasui A. A putstive blue-light
receptor from Drosophila melanogaster･ Photochem Photobiol 69 : 108-1 13･ 1999･
13. Yoon J-H, Swiderski P, Kaplan BE, Takao M, Yasui A, Shen B, P筒筒GP･ Pro∞sslng OrUV
damage in vitro by FEN-1 proteins as pan of an altemative DNA excision repalr pathway･ Biochemstry (in press).
遺伝子機能研究分野 5
14･ van der Hoist GTJ, Mui涌ens M, Kobayashi K, Takano R, Kanno S, Takao M, de Wilt ∫, Verkerk
A. Eker APM, van Leenan D, Buijs R, Bootsma D, Hoeijmakers JHJ, Yasui A. Mammalian Cryl and Cry2 are essential for maintenance of circadian rhythms. Naturle (in press).
(2)ダイオキシンとAhレセプター情報伝達の研究
1･ Kikuchi H, Watanabe M, Endo, Y. Induction by interleukin-I (IL-1) or mRNA oでhistidine
decarboxylase, the histamine-fomlng enZyme, in lung tissue of mice in vivo and the erect of /.〟
actinomycin D. Biochem PhamaCO1 53 : 1383-1388, 1997.
2･ Hossain A, Tsuchiya S, Minegishi M, Osada M, Tkawa S, Tezuka F. Kaji M, Watanabe M, Kikuchi
H･ The Ah r∞eptor is not involved in the TCDD-mediated apoptosis in human leukemic T-∞il
lines. J BめI Chem 273: 19853-19858, 1998.
3･ Kikuchi H, Hossain A, Yoshida H, Kobayashi S･ Induction of cytochrome P-450 1Al by omeprazole in human HepG2 cells is protein tyrosine kinase-dependent, and is not inhibited by
a-naphthonavone. Arch Biochem Biophys 358 : 351-358, 1998. ,
"4･ Kikuchi H, Hossain A･ Signal transduction一mediated CYPIAl induction by omeprazole in
human HepG2 cells･ Exprimental and Taricologic Pathology (in press).
3)和文論文
I.菊池英明.ダイオキシンの免疫毒性. Medical Technology 26: 1390, 1998.
2.菊池英明.ダイオキシンの生体作用の分子機構.環境変異原研究(印刷中).
3.国際学会･海外での講演およびセミナー
1･ Kikuchi H, Hossain A : Signal transduction-mediated CYPIAl induction by omeprazole in
human HepG2 ∞lls･ 16th European Workshop on Drug Metabolism, Copenhagen, Denmark,
June 21-26, 1998.
2･ Yasui A : DNA repalr Pathways for UV-damage. Cordon Research Conference Tor mammalian DNA repair, Ventura, USA, Feburary 5-10, 1997.
3･ Nara K. Nagashima F, Yasui A : Isolation and characterization or mismatch repairdencient CHO
∞ll lines･ 7th lntemational Conf訂ence on Environmental Mutagens, Touloues, France, September
7-13, 1997.
4･ Yasui A : M∞hanisms and mnctions oでa new excision repalr initiated by a slngle-strand break.
lst 3R (Replication, R∞ombination and Repair) , Miki, Japan, October 13-16, 1997.
5･ Yasui A : Single-Strand break excision repalr and mitochondrial targettlng Of human DNA
glycosylases. Erasmus Universlty Rotterdam, November 26, 1998.
6･ Yasui A : Repalr StrategleS agalnSt UV-damaged DNA : photolyases and UV endonucleases. International Symposium on Chemical and structural Approaches to Damaged DNA Recognlt10n, Hokkaido Universlty Conference Hall, July 15- 16, 1998.
March 19, 1999.
8. Kanno S, Iwai S, Takao M, Yasui A: A Repalr protein fbi UV and oxidative DNA damage･ Gordon Research Conference tor Mammalian DNA Repair, Ventura, CA, USA, Feburary 712,
1999.
4.国内学会での発表
1)シンポジウム1･菊池英明:,ダイオキシンによる新しいシグナル伝達経路を介したT細胞アポトーシス誘導機
構.東京シンポジウム･重点領域研究｢人間地球系｣,東京, 1998, 2, 2-3.2.菊池英明:ダイオキシンの生体影響.第27回日本環境変異学会シンポジウム｢ダイオキシンの
生体作用の分子機構｣, 1998, ll, 23-26. ノ3.安井 明: Mechanisms and functions ofa new excision repair.第40回日本放射線影響学会シン
ポジウム｢Mol∞ular m∞hanisms orDNA repair｣,京都, 1997, ll, 5-7.
4.安井 明:新しい除去修復と単鎖DNA切断修復.第20回日本分子生物学会シンポジウム
｢DNA修復のダイナミックス｣,京都, 1997, 12, 16-19. 5.高尾 雅,小林久美子,油谷浩幸,安井 明:ミトコンドリアと核に局在するヒトDNAグリコ シラーゼ遺伝子産物.第21回日本分子生物学会ワークショップ｢DNA修復の分子機構｣,横浜, 1998, 12, 16-19.2)一般演題
1.菊池英明, AnwarHossain:ヒト肝癌培養細胞のチトクロームP-4501Al誘導発現におけるチロ シンキナ-ゼの関与.第20回日本分子生物学会年会,京都, 1997, 12. 2.菊池英明, Anwar Hossain:発癌物質の活性化に関与するCYPIAl誘導発現のMEK阻害剤 PD98059による抑制.第56回日本癌学会総会記事, 175頁,京都, 1997, 9. 3.菊池英明,柴崎昌彦, AnwarHossain:ベンズイミグゾ-ル化合物によるCYPIAl誘導発現にお けるAhレセプター･アンタゴニストの効果.第21回日本分子生物学会年会,横浜, 1998, 12. 4.菊池英明, Anwar Hossain:ベンズイミグゾ-ル化合物によるCYPIAl誘導発現におけるチロ ンンキナ-ゼの関与.第57回日本癌学会総会記事, 395頁,横浜, 1998, 9. 5.小林久美子,菅野新一郎,高尾 雅,安井 明:二つのマウス光回復酵素ホモログ遺伝子の単離 と遺伝子産物の解析.第20回日本分子生物学会年会,京都, 1997, 12.6.高野りや,高尾 雅,益谷央豪,花岡文雄,安井 明:ヒト細胞で発現させた光回復酵素および
UvDEによる修復.第20回日本分子生物学会年会,京都, 1997, 12. 7.安平進土,久保田美子,安井 明: UVDEによって開始される分裂酵母除去修復系の機能解析. 第20回日本分子生物学会年会,京都, 1997, 12. 8.林 麗子,高尾 雅,安井 明:ヌクレオチド除去修復欠損cHO細胞株におけるERCC4遺伝遺伝子機能研究分野 7 子の解析.第20回日本分子生物学会年会,京都, 1997, 12. 9.久保田美子,安井 明:欝菌類細胞における塩基除去修復酵素XRCClの複製後修復への関早. 第20回日本分子生物学会年会,京都, 1997, 12, 10･油谷浩幸,高尾 雅,安井 明 その他:ヒトmutMホモログ(hMMH)のクローニングと構 造解析.第56回日本癌学会総会,京都, 1997, 9.
ll.長島文夫,樋渡信夫,安井 明:ミスマッチ修復を欠損したCHO細胞の単離と解析.第56回日
/.〟 本癌学会総会,京都, 1997, 9. 12･安平進士,安井 明:分裂酵母におけるUVDE依存性修復(UvER)の後割. workshop on DNA Repair and Mutagenesis '98,秋保, 1998, 2, 5-7,13.岡野 聡,高野りや,高尾 雅,安井 明: XPA細胞でのUVDEによるニックの修復.
work-shop on DNA Repair and Mutagenesis '98,秋保, 1998, 2, 5-7.
14.中島 敏,高野りや,菅野新一郎,高尾 雅,山本和生,安井 明: CPD及び弘光回復酵素遺
伝子のヒト細胞への導入と発現による紫外線細胞死への影響.第41ノ回日本放射線影響学会総
会,長崎, 1998, 12, 2-4. 15.滴 聖恵,益谷央豪,岩井成憲,安井 明,花岡文雄: Dinucleosomeを用いたクロマチン構造を 介したヌクレオチド除去修復機構の解析.第21回日本分子生物学会年会,横浜, 1998, 12. 16.久保田美子,安井 明:欝菌類細胞における塩基除去修復酵素XRCClの複製後修復への関与. 第21回日本分子生物学会年会,横浜, 1998, 12. 17･安平進士,安井 明:分裂酵母におけるUVDE依存性除去修復(UVER)の後割.第21回日本 分子生物学会年会,横浜, 1998, 12.18.高尾 雅,油谷浩幸,安井 明: DNA塩基損傷のヒト修復遺伝子産物の細胞内局在.第57回日
本癌学会総会,横浜, 1998, 9. 19.安井 明,菅野新一郎,岡野 聡,高尾 雅, BertvanderHorst:二つのマウス光回復酵素ホモログの機能解析. workshop on DNA repair, R∞ombination and Mutagenesis 1999,大阪, 1999, 2,23-25.
20.中島 敏,高野りや,菅野新一郎,高尾 雅,山本和生,安井 明:紫外線誘発損傷の細胞死へ の影響. workshop on DNA repair, R∞ombination and Mutagenesis 1999,大阪, 1999, 2, 23-25.
21･菅野新一郎,岩井成憲,高尾 雅,安井 明: UV damageendonucleaseは種々の紫外線損傷以
外にAPサイトも切る. Workshop on DNA repair, R∞ombination and Mutagenesis 1999,大阪, 1999, 2, 23-25.
遺伝子情報研究分野
担当教授 田 村 眞 理 /.〟1.研究分野紹介
当研究分野の前身である生化学研究部門の実質的なあゆみは,昭和38年の立木蔚教授の就任によっ て始まった. 28年間の在任中,立木教授は,癌の本態の分子レベルでの解明を目標に,生化学的思考と方法論に基づいて研究を展開された.平成2年3月に立木教授が退官され,平成3年2月に田村が部門
担任に就任した.その後,研究所の改組に伴い,平成5年4月より,名称が遺伝子情報研究分野となり
現在に至っている.平成5年4月には,宮城妙子助教授が宮城県立がんセンター研究所生化学部門部長
として,また,平成10年12月には,柳川右干天助手が岡崎国立共同研究機構生理学研究所神経化学部門助教授として転出した.
現在の主な研究
当研究分野では,細胞の増殖,分化やストレス反応に関わる細胞内シグナル伝達の制御機構の解明を
目的に研究を進めている.研究の対象としているプロテインホスフアクーゼは,リン酸化タンパク質の
脱リン酸化反応を触媒し,逆反応を司るプロテインキナ-ゼとともに,シグナル伝達の制御因子として
の生理的な役割を担っている.現在,ホスフアクーゼの機能を分子レベルで解明すべく,生化学,分子細胞生物学および発生工学的手法を用いて,下記のような研究プロジェクトを押し進めている.
1.プロテインボスフアクーゼ2Cによる細胞内シグナル伝達の制御
プロテインボスフアクーゼ2C (PP2C)は,細胞内の主要な4種類のタンパク質セリン･スレオニン ボスフアクーゼ(ppl, PP2A,PP2BおよびPP2C)のうちの一種であり,当研究室において初めて見出 され,またそのcDNAが単離された酵素である. これまでの,細胞内でのPP2C高発現システムを用いた研究により, PP2Cが細胞増殖,ストレス感受性のシグナル伝達(sAPKシステム)やDNA修復機構の制御因子として機能することが判明した.現
荏,それらのシグナル伝達系におけるPP2Cの標的分子の同定と, PP2Cの上流のシグナル伝達機構の解明を目的に,分子細胞生物学および発生工学を用いた研究を進めている.
2.新規pp2C遺伝子の単離と解析
ESTデータベース検索により,複数の新規pp2C遺伝子の存在が示唆されており,現在それらの全長 cDNAの単離と解析を進めている. 91 0 遺伝子制御研究部門
3.神経系細胞分化のシグナル伝達機構
当研究室ではこれまでに, PP2Aの活性がP19細胞の神経系細胞への分化の過程で上昇し,これが,分化に伴っておころJNKの活性化や,ニューロフィラメントしの発現上昇に必須の役割を果たすことを
明らかにした.現在,同ホスフアクーゼの作用の分子機構の解明を進めている.
4.微小管結合性プロテインボスフアクーゼの意義
微小管は細胞内小器官の輸送や細胞形態等多彩な細胞機能の調節に関与する細胞骨格構造でその構
造は微小管結合蛋白質のリン酸化脱リン酸化により精微に制御される可能性が高い.また,近年,タン
パク質チロンンキナ-ゼやホスホリパーゼC等の微小管への局在が明らかにされ,微小管機能とチロ
ンン残基リン酸化脱リン酸化による情報伝達との近接が示唆される.
微小管結合性蛋白質ボスフアクーゼの研究として現在1)微小管結合蛋白質を脱リン酸化する
pp2Aと微小管結合蛋白質との相互作用, 2)チロンン残基リン酸化による情報伝達で機能する,蛋白
質チロンシボスフアクーゼSHP2の微小管への結合性,の2つの課題について解析している.2.研究報告
1)著書
L Tamura S, Kobayashi T. Structure and mnction or protein phosphatase 2C･ In : Kinases and
Phosphatases in Lymphocyte and Neuronal Signaling (ed. Yakura H) , pp. 320-321,
Springer-Verlag, Tokyo, 1997.
2. mraga A. Brain microtubule-associated protein-phosphatases. In : Kinases and Phosphatases in
Lymphocyte and Neuronal Signaling (ed. Yakura H) , pp. 319, Springer-Verlag, Tokyo, 1997･
3･ Kobayashi T, Kusuda K, Ohnishi M, Chida N, Tamura S･ Expression or mouse protein phos-phatase 2C in Escherichia colt and COS7 cells. In : Methods in Molecular Biology (ed. Ludlow JW), pp. 185-189, Humana Press, Totowa, 1998.
4. Yanagawa Y, Kobayashi T, Ishii K, Sakagami H, Rondo H, Tashiro F, Miyazaki ∫, Tamura S･
Regulation or GABAerglC Cell-sp∝inc gene transcrlptlOn. In : Frontiers or Neural Development
(eds. Uyemura K, Kawamura K, Yazaki T), Springer-Verlag, Tokyo, in press･
2)英文論文
I. Ching Y P, Kobayashi T, Tamura S, Hardie DG. Specincity or diHerent isofo-s or protein phosphatase-2A and protein phosphatase-2C studied uslng Site-directed mutagenesis or
HMG-CoA reductase. FEBS Left 411 : 265-268, 1997.
Structure and altemative promoters of the mouse glutamic acid d∞arboxylase 67 gene. Bbchm J
326 : 573-578, 1997.
3･ Kusuda K, Kobayashi T, Ikeda S, Ohnishi M, Chida N, Yanagawa Y, Shineha R, Nishihira T,
S加omi S, Hiraga A, Tamura S･ Mutational analysュs Oでthe domain structure or mouse protein
phosphatase 2Cβ. Bめchem J 332 : 243-250, 1998.
4･ Kobayashi T, Kusuda K, Ohnishi M, Wang H, Tkeda S. Hanada M, Yanagawa Y, Tamura S.
/.〟
Isofbm sp∞mc phosphorylation of protein phosphatase 2c cxpressed in COS7 cells. FどBS Left
430 : 222-226. 1998.
5･ Kobayashi T, Sadaie M, Ohnishi M, Wang H, Ik∝la S, Hanada M, YanagawaY, Nakajima T,
Tamura S･ Isofbm sp∞mc phosphorylation or nssion yeast typc2C protein phosphatase.
Biochem Bbphys Res Commun 251 : 296-300, 1998.
6･ Hanada M, Kobayashi T, Ohnishi M, Ikeda S, Wang H, Katsura K, Yanagawa Y, Hiraga A,
Kanamaru 良, Tamura S. Sel∞tive suppression of stress-activated protein kinase pathways by
protein phosphatase 2C in mammalian ∞1ls. FEBS Left 437 : 172-176, 1998.
7･ Yamamoto M, Suzuki Y, Kihira H, Miwa H, Kita K, Nagao M, Tamura S, Siku H, Nishikawa M. Expressions of four major protein ser/thr phosphatases in human primary leukemic cells.
LEU-KEMIA (in press).
8･ Yanagawa Y, Kobayashi T, Ohnishi M, Kobayashi T, Tamura S, Tsuzuki T, Sanbo M, Yagi T,
Tashiro F, Miyazaki ∫. Enrichment and e億cient scr∞nlng Of ES cells containing a targeted
mutation : the use or DT-A gene with the polyadenylation slgnal as a negative sel∞tion marker.
Transgenic Res (in press).
9･ Motoko O, Chida N, Kobayashi T, Wang H, Tkeda S, Hanada M. Yanagawa Y, Katsura K, Hiraga
A, Tamura S･ Altemative promoters direct tissue-Specinc expression or the mouse protein
phos-phatase 2cc gene. Eur･ J Biochem (in press).
10･ Kobayashi T, Cohen P. Activation of serum- and glucoco証coid-regulated protein kinase by
agonists that activate phosphatidylinositide 3-kinase is mediated by 3-phosphoinositide-dependent
protein kinase-1 (PDKl) and PDK2. Bめchem J (in press).
3)和文論文
1.小林孝安,笹原洋二,大西素子,千田尚毅,田村眞理.プロテインボスフアクーゼ2A, 2Cによ る細胞機能の制御.細胞工学16 : 194-200, 1997.2.小林孝安,篭原洋二,柳川右干天,田村眞理.神経細胞の機能制御とプロテインセリン/トレオ
ニンボスフアクーゼ.蛋白質 核酸 酵素42: 439-445, 1997.3.田村眞理,小林孝安,大西素子,千田尚毅,花田雅人.哺乳動物細胞プロテインホスフアクーゼ
2Cの構造と機能.蛋白質 核酸 酵素43: 959-967, 1998.1 2 遺伝子制御研究部門
3.国際学会･海外での講演およびセミナー
1)シンポジウム
1･ Kobayashi T, Tamura S : Structure and mnction of protein phosphatase 2C･ The 13th TMIN
lnternational Symposium "Kinases Phosphatases in Lymphocyte and Neuronal Signaling", Tokyo,
/■■
October, 1997.
2･ Hiraga A : Brain microtubule-associated protein-phosphatases･ The 13th TMIN Intemational
Symposium "Kinases Phosphatases in Lymphocyte and Neuronal Signaling", Tokyo, October･ 1997･
3･ Yanagawa Y, Kobayashi T, Ishii K, Sakagami H, Rondo H, Tashiro F, Miyazaki ∫, Tamura S :
Regulation of GABAerglC Cell-speciAc gene transcrlPt10n･ Keio University lntemational Sympo-sium tor Lire Sciences and Medicine, Neuroscience : Frontiers of Neural Development. Tokyo,
D∞embcr, 1997. ノ
4. Hanada M, Kobayashi T, Ohnishi M, Ikeda S, Chida N, Wang H, Tamura S : Suppression ofp38
stress-activated protein kinase pathway by protein phosphatase 2C in mammalian ∞lls･ FASEB
Summer Research Conferences ''Protein Phosphatases" Copper Mountain, USA, July, 1998･
2) ｢股演題
1･ Yanagawa Y, Kobayashi T, Ishii K, Kutsuwa M, Sakagami H, Rondo H, Tashiro F, Miyazaki J,
Tamura S : Structural and請nctional analysュs Of the mouse glutamate d∞arboxylase gene promoter･
27th Annual M∞ting Society for Neuroscien∞, New Orleans, USA, October, 1997･
4.国内学会での発表
1)シンポジウム1.田村眞理:プロテインホスフアクーゼによる細胞機能の制御.加齢研シンポジウム｢シグナル伝
達と細胞機能｣,仙台, 1997, 6.2.田村眞理,小林孝安: pp2Cによる細胞機能の制御.第70回日本生化学会大会ミニシンポジウ
ム,金沢, 1997, 9. 3.花田雅人,小林孝安,大西素子,田村眞理:プロテインボスフアクーゼ2CによるMAPキナ-ゼの調節.第71回日本生化学会大会ワークショップ,名古屋, 1998, 10.2)一般演題
1.柳III右干天,小林隆司,石井賢治,田代 文,宮崎純一,阪上洋行,近藤尚武,田村眞理:トランスジェニックマウスを用いたグルタミン酸脱炭酸酵素遺伝子プロモーターの解析.第20回日
本神経科学大会,仙台, 1997, 7.
2.千田尚毅,大西素子,小林孝安,田村眞理:プロテインボスフアクーゼ2Cβの遺伝子構造と発現
調節機構の解析.第56回日本癌学会総会,京都, 1997, 9,3.平賀 章:蛋白質チロンンホスフアクーゼsHP2が触媒する脱リン酸反応のインスリン依存性
糖尿病自己抗原2による調節.第56回日本癌学会総会,京都, 1997, 9. 4.小林隆司,柳川右干天,石井賢治,久津輪瑞代,小林孝安,田代 文,宮崎純一,田村眞理:マ ウスグルタミン酸脱炭酸酵素遺伝子の発現調節.第70回日本生化学会大会,金沢, 1997, 9.5.平賀 章:蛋白質テロシンポスフアクーゼSHP2と脳微小管蛋白質との相互作局.第70回日本
生化学会大会,金沢, 1997, 9.6.柳川右干天,小林隆司,石井賢治,久津輪瑞代,田村眞理:マウスグルタミン酸脱炭酸酵素遺伝
子のGABAニューロン特異的発現制御:トランスジェニックマウスを用いたプロモーターの解 析.第00回日本神経科学会1,松山, 1997, 10. 7.柳IIi右千夫,田村眞理,吉田 昭:レテナールアルデヒト脱水素酵素遺伝子の発現制御.日本レ チノイド研究会第8会学術集会,静岡, 1997, ll. 8.石井賢治,柳川右千夫,小林隆司,久津輸瑞代,田村眞理: GABA合成酵素,マウスーaminobutyral-dehyde dehydrogenaseの構造と発現.第19回日本分子生物学会,京都, 1997, 12. 9･石井賢治,柳II佑干天,蒔苗公利,田村眞理: γ-アミノプチルアルデヒドデヒドロゲナ-ゼ cDNAの構造と発達段階特異的発現.第41回日本神経化学会,東京, 1998, 9. 10.花田雅人,小林孝安,大西素子,田村眞理:プロテインボスフアタ-ゼ2CによるMAPキナ-ゼの調節.第57回日本癌学会総会,横浜, 1998, 9. ll.王 宏,大西素子,田村眞理: P19EC細胞の神経分化におけるMAPキナ-ゼシステムの役 割.第57回日本癌学会総会,横浜, 1998, 9. 12.山本昌利,鈴木宣則,紀平久和,北 堅吉,長尾美奈子,小林孝安,田村眞理,珠玖 洋,西川政勝: Protein Ser/Thr Phosphatase (PPl, PP2A, PP2B及びPP2C)の発現からみた白血病細胞
の生物学的特徴.第57回日本癌学会総会,横浜, 1998, 9.
13.山本自利,鈴木宣則,紀平久和,北 壁吉,長尾美奈子,久野高義,小林孝安,田村眞理,珠玖
洋,西川政勝: Protein Ser/Th着 Phosphatase (PPl, PP2A, PP2B及びPP2C)の発現と細胞表面
マーカー･臨床データとの関連性.第71回日本生化学会大会, ･名古屋, 1998, 10. 14.石井賢治,柳川右干天,蒔苗公利,田村眞理: γ-アミノプチルアルデヒドデヒドロゲナ-ゼ cDNAの構造と発現.第71回日本生化学会大会,名古屋, 1998, 10. 15.柳II佑千夫,小林隆司,大西素子,田村眞理,績 輝久,三宝 誠,八木 健,田代文,宮崎純 一:標的遺伝子組換え体の濃縮と効果的選別法.第71回日本生化学会大会,名古屋, 1998, 10.
16.大西素子,千田尚毅,田村眞理:マウスプロテインボスフアクーゼ2Cβ遺伝子の発現制御:臓器
特異的発現と多重プロモーター.第71回日本生化学会大会,名古屋, 1998, 10. 17.定家真人,安平進士,小林孝安,中島 補,安井 明,田村眞理:分裂酵母プロテインボスフア タ-ゼ2Cの高発現の紫外線感受性に対する影響.第21回日本分子生物学会年会,横浜, 1998, 12.1 4 遺伝子制御研究部門
5.学会主催など
免疫遺伝子制御研究分野
担当教授 佐 竹 正 延 各コ1.研究分野紹介
分野を構成するスタッフは佐竹正延(教授,平成5年8月より),渡邁利雄(助教授,平成8年4月
より)及び鳥居哲夫(助手,平成10年8月より)の計3名である.福岡良博(講師),仁木 賢(助手)
は休職扱いで(平成8年4月より,平成10年8月より),米国スクリップス研究所及び米国スローン･
ケタリング癌研究所にて研究に従事している.本研究所の非常勤研究員としては,千葉奈津子(平成9
年度)及び菅藤哲(平成10年度)が採用された.また当分野で指導を受けた大学院学生の田中裕太(医
学部第二外科),藤井正英(医学部第二内科),佐竹宣明(癌化学療法研究分野)の3名が,平成10年
3月に医学博士の学位を授与された.同様に岩井なおみ(情報科学研究科,病態生理情報学)は,情報
科学修士の称号を授与された.現在の主な研究
我々は発がん･発生･細胞分化といった現代医学･生命科学における重要な問題を,遺伝子発現制御
機構の観点から解明することを目標に,研究を進めている.なぜ遺伝子発現制御が重要であるかば,細
胞内の情報の流れを見れば理解が容易である.即ちリガンドもしくは細胞間相互作用により,細胞膜上
のレセプターに受容されたシグナルは,細胞質のシグナル伝達系を介して最終的には核内に到達する. 核内のシグナルの受けとめ手は,転写調節因子であり,それが標的遺伝子の発現を調節することにより,細胞の表現型が規定されるわけである.個体発生では各種の組織･器官が形成され,細胞分化において
は幹細胞が自己複製しかつ分化･増殖するが,これらの過程は遺伝子発現の正確なオンとオフにより制
御されている.一方細胞がん化は遺伝子発現制御機構の乱れによって,細胞が無限の増殖能を獲得することと捉えることができる.即ち全ての問題の根幹に,転写因子による遺伝子発現制御機構が関わって
いる. 現在行なっているプロジェクトとしては,1.造血幹細胞の発生を制御する転写因子の機能の解析
2. Tリンパ球の増殖･分化･死を担う転写因子の機能の解析
3.ヒト白血病の発症に関わる,核内オンコジン産物の機能の解析
4.白血病細胞の細胞骨格動態の解析
151 6 遺伝子制御研究部門 が挙げられる.
また解析手段としては,通常の遺伝子操作･蛋白質化学･微細形態学の技術のみならず,改変を施し
た遺伝子の細胞･動物個体への導入により,発生･細胞分化･がん化を積極的に制御する技術をも援用
している.以上のように我々の研究室では,核酸･蛋白質･形態学･発生学の殆どあらゆる実験技術を
駆使しているのが特徴である.2.研究報告
1)著書
1. Mukouyama Y, Kuroyanagi H, Shirasawa T, Tomoda T･ Sa耽n D, Oishi M･ WatanabeT･ Protein
tyrosine phosphtase epsilon (PTPc) ; Possible involvement in neural mnction･ In : Kinases and
phosphatases in Lymphocyte and Neuronal Signaling･ pp･ 315-316･ Springer Press･ 1997･
2)英文論文
1. Niki M, Okada H, Takano H, Kuno I, Tan主 K, Hibino H, Asano S･ Ilo Y･ Satake M･ Noda T･
HematopoleSis in the fetal liver is impaired by targeted mutagenesis of a gene encoding a non-DNA
binding subunit or the transcription factor, PEBP2/CBF･ Proc Natl Acad S°i USA 94‥ 5697
5702, 1997.
2. Chiba N, Watanabe T, Nomura S, Tanaka Y, Minowa M, Niki M･ Kanamaru R･ Satake M･
D胱rentiation dependent expression and distinct subcellular localization or the protooncogene
product, PEBP26/CBFP, in muscle development･ Oncogene 14 : 2543-2552日997･
3. Tanaka Y, Watanabe T, Chiba N, Niki M, Kuroiwa Y, Nishihira T･ Satomi S･ Ito Y, Satake M･
The protooncogene product, PEBP26/CBFP, is mainly located in the cytoplasm and has an aHinity
with cytoskeletal structures･ Oncogene 15 : 677-683･ 1997･
4. Tanaka Y, F申i M, Hayashi K, Chiba N, Akaishi T, Shineha R, Nishihira T･ Satomi S, Ilo Y,
watanabe T, Satake M. The chimeric protein, PEBP26/CBFP-SMMHC. disorganizes
cytoplas-mic stress hbers and inhibits transcrlPt10nal activation･ Oncogene 17 : 699-708･ 1998･
5. Fujii M, Hayashi K, Niki M, Chiba N, Meguro K, Endo K, Kameoka J･ Ito S, Abe K･ Watanabe
T, Satake M. Overexpression of AMLl renders a T hybridoma resistant to T cell receptormediated
apoptosis･ Oncogene 17 : 1813-1820･ 1998･
6. Okada H, Watanabe T, Niki M, Takano H, Chiba N, Yanai N, Tani K･ Hibino H･ Asano S,
Mucenski ML, Ito Y, Noda T, Satake M. AMLI(-/-) embryos do not express cenain
hematopoleSis-related gene transcrlPtS including those of the PU･ 1 gene･ Oncogene 17 :
7. Matsubara N, Takahashi Y, Nishina Y, Mukouyama Y, YanaglSaWa M, Watanabe T, Nakano T, Nomura K, Arita H, Nishimune Y, Obinata M, Matsui Y. A r∞eptor tyrosine kinase, Sky and its
ligand Gas 6 are expressed in gonads and suppon primordial ge- cell growth or suⅣival in culture･
Dev Bわ1 180 : 499-510, 1996.
8. Watanabe T, YanaglSaWa M, Matsubara N, Obinata M, Matsui Y･ Assignment or the murine protein kinase gene DLK to Chromosome 15 in the vicinity or bt/Koa by genetic linkage analysis,
Genomics 40 : 375-376, 1997.
9･ Mukouyama Y, Kuroyanagi H, Shirasawa T, Tomoda T, Sa能n D, Oishi M, Watanabe T･
Tnduction or protein tyrosine phosphatase s transcrlPtS during NGF-induced neuronal
diHerentiation of PC12D cells and during the development or cerebellum. MoI Brain Res 50 :
230-236, 1997.
10. Gotoh K, Yokota H, Kikuya E, Watanabe T, Oishi M, Genomic structure orMunc 18-1 protein
which is involved in docking and msion ofsynaptlC Vesicles in brain･ J BわI Chm 273 : 21642-ノ
21647, 1998,
Ill Yamagoe S, Watanabe T, Mizuno S, Suzuki K･ The mouse L∝t2gene: cloning OfcDNA and
genomic DNA, structural characterization and chromosomal localization･ Gene 216 : 171-178,
1998.
12. Akatsu H, Miwa T, Sakurada C, Fukuoka Y, Ember JA, Yamamoto T, Hugli TE, Okada H･
CDNA cloning and characterization of rat C5a anaphylatoxin receptor･ MicrobioI Immunol 41 :
575-580, 1997.
13. Fukuoka Y, Ember JA, Hugli TE. Clonlng and characterization or the rat C3a r∞eptor:
DiHerential expression or rat C3a and C5a receptors by LPS stimulation･ Biochem Biophys Res Commun 242 : 663-668. 1998.
14. Fukuoka Y, Ember JA, Yasui A, Hugli TE･ Clonlng and characterization of the gulnea pig C5a anaphylatoxin receptor : Interspecies diverslty among the C5a receptors･ Int lmmunol 10 :
275-283, 1998.
15. Numasaki M, Nakamura K, Fukuoka Y, Sato N, Saeki H, Tachibana T, Hanai N, Nukiwa T,
Kudo T. Nucleotide sequence analysis or a human monoclonal antibody 22-13 reactive with lung
tumor-associated antlgen. ImmunoI Left 60 : LIL-120, 1998･
16. Fukuoka Y, Ember JA, ･Hugli TE･ Mol∞ular cloning Of two isofb-s of the guinea pig C3a
anaphylatoxin r∞eptor : Altemative splicing ln the large extracellular loop･ J lmmunol 161 : 2977-2984, 1998.
17. Torii T, Konishi K, Sample ∫, Takada K･ The truncated Ibm or Epstein-Barr virus LMPl is
dispensable or complementable by the Full-length fo- in virus infection and replication･ Virology
1 8 遺伝子制御研究部門
3)和文論文
1.佐竹正延,渡邁利雄,仁木 賢.転写因子と白血球分化-pEBP2/CBF転写因子を中心に.臨床 医23: 693-696, 1997. 2.仁木 賢,岡田 斉,野田哲夫,佐竹正延. PEBP2/CBF転写因子のタ-ゲテイング.血液･腫*1434: 298-302. 1997.
3.渡邁利雄,久米 努. pTPによる造血細胞分化.細胞工学16: 217-225, 1997. 4.渡邁利雄,向山洋介,久米 努.造血系細胞の発生と分化におけるPTP-解析する対象と方法論 から探る.蛋白質核酸酵素: 1141-1152, 1998. 5.渡邁利雄,佐竹正延.造血幹細胞はどのように発生してくるのか.細胞工学11: 1666-1670, 1998. 6.渡邁利雄,佐竹正延. AGM造血発生を制御する転写因子.細胞工学11: 1710-1715, 1998.3.国際学会･海外での講演およびセミナー
1)一一一般演題I. Satake M : The protooncogene product, PEBP26/CBFP, is mainly located in the cytoplasm and
has an afnnity with cytoskeletal structures. FASEB Summer Research Conrerence on Hematopoletic Neoplasms, Saxtons River, 1997, 7.
2. Watanabe T: Expression or AMLl, PEBP2β/CBFβ and c-Myb proteins during the in vitro
expansion of the hematopoletic progenitors derived五〇m the AGM region Of mouse embryos. A
Keystone Symposium on Gene Therapy ; Strategies for Hematopoletic Cells, Lake Tahoc, 1998, 8. 3. Chiba N, Mukouyama Y, Hara T, MiyaJlma A, Satake M, Watanabe T: Development of
hematopoletic ∞lls in the embryonic aona-gonad一mesonephros region is dependent on the amount
orthe PEBP2/CBF transcription Factor. Intemational Society ro° Experimental Hematology ; 27th
Annual M∞ting, Vancouver, 1998, 8.
4.国内学会での発表
1) -一一般演題 1.藤井正英,仁木 賢,渡邁利雄,佐竹正延: T細胞アポトーシスにおけるPEBP2aB/AMLl転写 産物の発現動態.第56回日本癌学会総会,京都, 1997, 9. 2,岡田 斉,高野洋志,仁木 賢,日比野仁,谷憲三朗,浅野茂隆,伊藤嘉明,佐竹正延,野田哲生:ヒト白血病原因遺伝子AMLlノックアウトマウスの作成とその解析.第56回日本癌学会
総会,京都, 1997, 9. 3.田中裕太,千葉奈津子,佐竹正延,渡邁利雄: PEBP2β-SMMHCキメラ蛋白の細胞骨格･遺伝子発現に対する二面的作用.第20回分子生物学会,京都, 1997, 12.
4.藤井正英,林啓太朗,仁木 賢,渡邁利雄,佐竹正延: T細胞ハイブリドーマのアポトーシスに
おける, AMLl遺伝子の発現と機能.第20回分子生物学会,京都, 1997, 12.
5. Satake M.I Expression and function of the AMLl gene in T cell receptor-mediated apoptosis orthe
T hybridoma line. The 7th Kyoto T Cell Conference, Kyoto, 1997, 10.
6.千葉奈津子,向山洋介,原 孝彦,宮島 篤,佐竹正延,渡邁利雄: AGM培養系における造血 細胞の発生は, PEBP2/CBF転写因子の量に依存する.第31回日本発生生物学会,熊本, 1998, 5. 7.渡邁利雄,千葉奈津子,向山洋介,原 孝彦,宮島 篤,佐竹正延: AGM培養系における造血 細胞の発生は, PEBP2/CBF転写因子の量に依存する.第21回日本分子生物学会,横浜, 1998, 12, 8.向山洋介,原 孝彦,宮島 篤,渡邁利雄:マウス胎仔AGM (aona-gonad-mesonephros)領域 の造血発生におけるC-Myb遺伝子の役割.第28回日本免疫学会総会,神戸, 1998, 12. 9.佐竹正延,渡邁利雄,千葉奈津子,向山洋介,原 孝彦,宮島 篤: AGM培養系における造血
細胞の発生はPEBP2/CBF転写因子の量に依存する.第8回Kyoto I Cell Conference,京都,
1998,10.
10. Chiba N, Mukouyama Y, Hara T, Miy叫ma A, Satake M, Watanabe T: Development or
hematopoletic cells in the embryonic aorta-gonad-mesonephros reglOn is dependent on the amount
of the PEBP2/CBF transcription factor. The 5th CGGH Symposium ; Generation and lineage
commitment of stem cells, Tsukuba, 1998, 7.
ll. Mukouyama Y, Chiba N, Mu∞nski ML, Satake M, Miy利lma A, Hara T, Watanabe T : C-Myb
indu∝S hematopoietic cells generation in in vitro culture of the aona-gonad-mesonephros (AGM)
reglOn Of mouse embryo. The 5th CGGH Symposium ; Generation and lineage commitment or
stem ∞11S, Tsukuba, 1998, 7.
12.鳥居哲夫,小西和載, JeHery Sample,高田賢蔵: EBV産生細胞株Akata由来LMPlの遺伝子配
列決定とその遺伝子産物の解析.第46回日本ウイルス学会,東京, 1998, 10.
5.学会主催など
分化･発達医学研究部門
1.研究分野紹介
分子発生研究分野
担当教授 帯 刀 益 夫概略
助教授の松居靖久は1998年7月1日付けで大阪府母子医療センター研究所に転出した.また,矢内信昭は1997年10月1日付けで付属医用細胞資源センター講師に配置換したが,研究は当分野で行ってい
る.助手の井川俊太郎は, 1997年4月1日付けで遺伝子機能分野から配置摸した.現在,受託研究員: 1名,研究支援推進員: 1名,教務補佐員: 2名,技術補佐員: 1名,大学院学生: 10名で研究活動を行っ ている. 当分野では,これまで発生,分化,癌化などのプロセスで細胞が自らの運命をどのように決定するか を,多分化能をもつ血液幹細胞および生殖細胞などの増殖と分化の遺伝子制御について,分子生物学,細胞生物学レベルで研究してきたが,今後も,この多能性幹細胞の分化決定のメカニズムに焦点を合わせ
て研究する.また,発生工学や遺伝子導入技術により,細胞の遺伝的プログラミングを人為的に改変し,細胞の分化増殖機能の操作を可能にし,細胞移植,遺伝子移植等の医学的利用を図る.
現在の主な研究
(A)赤血球分化決定の制御の研究
赤血球に分化誘導されるマウス赤白血病細胞を用いて,血液細胞の分化決定の制御機構を解析し,が ん遺伝子産物C-Myc,および転写抑制因子のIdが,分化の決定と成熟分化に抑制的に働くこと, Idと結合する新しい因子として同定したMIDAlが細胞増殖の正の制御因子として働くこと,また,赤血球
特異的に発現する膜蛋白グリコホリン遺伝子の制御領域にグロビン遺伝子の制御に重要なLCR (locuscontrol region)と同じ領域があることを発見し,この領域を転写因子Ebox結合蛋白, YY-1が制御す
ること,さらに, C-Mycが転写因子YY-1と結合し,その転写機能を抑制することにより,グリコホリ
ン,グロビンなど赤血球特異的遺伝子の発現制御をするなどの結果を得た.
(B)多能性造血幹細胞の分化決定の制御の研究
多能性造血幹細胞の多方向への分化と自己複製の制御系をin vitroの培養系で再構成し,造血幹細胞 の分化決定の分子機構を明らかにする事を目的として,温度感受性SV00T-antigen (T-)トランスジェ 21ニックマウスの骨髄から多数の骨髄問質細胞株を樹立し,前駆細胞などとの共培養系を構築し,赤血球
造血を支持する問質細胞の新たな制御機能分子としてSMAP- 1 (新規遺伝子) , CD47/SAP(既知遺伝子) を同定した.また,問質細胞依存に増殖するリンパ球系幹細胞株,および分化マーカー陰性, C-Kit, Seal 陽性の造血幹細胞様の細胞株を樹立した. (C)温度感受性SV00T-antigen (T-)トランスジェニックマウスからの組織機能保持細胞株の樹 立とこれを用いたin vitroでの組織機能の再構築の研究 生体組織の機能を保持した細胞株を樹立し,これらを用いて, in vitroの培養系で組織構築を行い,その機能の再構成を行ない,組織形成で働く制御機構を明らかにすることを目的として, T-トランス
ジェニックマウスの各組織から細胞を初代培養し,多数の不死化する細胞株を得た.これまでに,肝臓
実質細胞,腎臓尿細管細胞,大動脈血管内皮細胞および平滑筋細胞,脳関門内皮細胞,胃粘膜上皮細胞, 肺気道上皮細胞,網膜色素上皮細胞などの不死化ができ,それぞれ分化形質が確認された.また,骨髄 問質細胞株は,平滑筋,骨格筋,骨芽細胞,脂肪細胞,内皮細胞等に分化誘導できる間葉系幹細胞であることが判った.最近,同様のトランスジェニックラットの作出に成功し,細胞株樹立も可能であるこ
とが判った.(D)生殖系列細胞の分化増殖の決定の制御の研究
始原生殖細胞由来の胚性生殖(embryonic gem-EG)細胞を用いての卵子,精子への分化誘導,胚発生における生殖系列細胞の発生機構など,始原生殖細胞の自己複製と分化決定の制御機構等を解析
し,生殖系列細胞の維持に関与する新たな蛋白キナ-ゼおよび受容体とそのリガンドを同定した.また,
生殖系列細胞が初めて発生する初期胚の位置を始原生殖細胞の培養系を用いて特定化することができ
た.さらに, EG細胞もES細胞と同様に,赤血球など血液細胞分化誘導が可能である事を示した.
(ら)がん抑制遺伝子p33類似新規遺伝子pSlの単離とその解析
ヒトcDNAライブラリーとdegenerate PCRを用いて,がん抑制遺伝子p53類似の新規がん抑制遺伝 子p51を単離し,その構造と細胞死誘導や転写制御などの機能が, p53と類似しているが･発現する組織は限局していることを明らかにした.
2.研究報告
1)著書(英文･和文)
1.帯刀益夫.骨髄問質細胞株による造血管細胞の分化･増殖制御, ｢造血管細胞の分化増殖とサイト
カイン｣.医学のあゆみ1柳: 807-811, 1997. 2.帯刀益夫.造血管細胞の増殖と分化の骨髄問質細胞による制御.日本輸血学会誌,刊行中, 1998･ 3.帯刀益夫.幹細胞概説, ｢幹細胞研究の新展開｣,生体の科学, 49: 166-170, 1998･ 4,帯刀益夫 共著. ｢赤血球｣.監修:三輪史朗,編集:藤井寿一,高桑雄一,医学書院,東京, 1998･分子発生研究分野 23 5･帯刀益夫 共著. Tstandard textbook標準細胞生物学｣.編集:石Iii春律,近藤尚武,柴田洋三郎, 医学書院,東京, 1998. 6.矢内信昭. B細胞の分化と問質細胞.臨床免疫29: 295-300, 1997. 7･松居靖久.生殖細胞の増殖,生存の制御機構. Human Cell 10: 63-68, 1997. 8･松居靖久. C-Kit･ ｢Bioscien∞用語ライブラリー･癌遺伝子,癌抑制遺伝子｣ (山本 雅,田矢洋 一編), pp. 36-37, 1993. 9･松居靖久.生殖細胞の永遠性を支えるメカニズム.細胞工学16: 1768-1774, 1997. 10･松居靖久.哺乳類生殖細胞の発生機構.蛋白質核酸酵素㊤:005-411, 1998. 11･松居靖久,吉水朋美.マウス生殖系列細胞の発生機構.生体の科学49.I 171-174, 1998. 12･松居靖久.生殖細胞の増殖分化におけるSteel factor/C-Kitの機能.小児内科10 : 991-994, 1998. 13･松居靖久,杉山紀之.哺乳動物における精子の選択.組織培養工学25: 9-12, 1999. 14･大野裕子,松居靖久.始原生殖細胞の増殖制御機構.大阪府立母子保健総合医療センター雑誌14 : 132-136, 1999. ,
15･松居靖久.生殖系列細胞の発生･分化を再現する培養系.組織培養研究(印刷中).
16･松居靖久. cKit･ ｢Bioscience用語ライブラリー･細胞内シグナル伝達｣ (山本 雅編),羊土社(印 刷中).17･松居靖久.始原生殖細胞の分離と培養. ｢動物細胞工学ハンドブック｣,朝倉書店(印刷中).
2)英文論文
l･ Iguchi A･ Okuyama R･ Koguma M, Obinata M, Yanai N･ Sel∞tive stimulation ofgranulopoleSis
in vitro by established bone marrow stromal cells. Ceu Struct Funct 22 : 357-364, 1997.
2. Hasegawa K, Arakawa E, Oda S, Yanai N, Obinata M, Matsuda Y. Novel smooth muscle cell
lines五〇m transgenic mice harboring temperature-sensitive SV00large T-antlgen gene･ Tempera-ture-dependent expression or smooth muscle myosin heaw chain-1 and calponin genes･ J MoI
Ceu Cardio1 29 : 2177-2186, 1997.
3･ Obinata M. Conditionally lmmOnalized cell lines with di能rentiated mnctions established什om
temperature-sensitive T-antigen tranSgenic mice. Genes Celb 2 : 235-244, 1997.
4･ Yanai N･ Sato Y･ Obinata M･ A new type-II membrane protein in erythropoietic organs enhances
erythropoiesis. Leukemia ll : 484-485, 1997.
5･ Takahashi S, Onodera K, Motohashi H, Suwabe N, Hayashi N, Yanai N, Nabeshima Y, Yamamoto M･ Arrest in primitive erythroid cell development caused by promoter-specinc disruption or the
GATA-1 gene. J Bめl αem 272: 12611-12615, 1997.
6･ Kimpara T･ Takeda A･ Watanabe K, Itoyama Y, Ikawa S, Watanabe M, Arai H, Sasaki H, Higuchi
S･ Okita N･ Takase S, Saito H, Takahashi K, Shibahara S･ Microsatellite polymorphism in the
human heme oxygenase- 1 gene promoter and its application in association stydies with AIzheimer
and P頒kinson disease. Human Gene融100: 145-147, 1997.
Akiyama M, Khura N, Matsuo M, Mizusawa H･ Tanaka N･ Koyama H･ Namba M･ Kanamaru R･ Kuroki T. Screnlng the p53 status or human cell lines uslng yeast functional assay･ Mokcular
CafCinogenesis 19 : 243-253, 1997･
8. Furusawa T. Yanai N, Hara T, Miyajima A, Obinata M. Integrin-associated protein (LAP, also
temed CD47) is involved in stroma-supported erythropoiesis･ J Biochem 123 : 101-10, 1998･ 9. Matsui Y. Regulation orge- cell death in mammalian gonads･ APM∬ 100: 142-147･ 1998･
(discussion 147-8. Review)
10. Hidai C, Zupancic T, Penta K, Mikhail A, Kawana M, Quene-ous EE, Aoka Y･ Fukagawa M･
Matsui Y, Platika D, Auerbach R, Hogan ELM, Snod餌aSS R, Quenermous T･ Cloning and
characterization of developmental endothelial locus士an em叫onic endothelial ∞il protein that
binds the alphavbeta 3 integrln r∞eptOr･ αneS DeV 12 : 21-33･ 1998･
ll. Matsui Y. Developmental rate of the mouse ge- cells･ Int J Dev Bi01 42: 1037+042･ 1998･ 12. Koguma M, Matsuda K-), Okuyama R, Yanai N･ Obinata M･ Selective I"01ireration orlymphoid
cells From lineage- C-Kit+ Seal+ cells by a clonal bone marrow stromal cell line･ Exp Hemato1
26 : 280-287, 1998.
13･ Ogasawara K, Takeda K, Hashimoto W･ Satoh M･ Okuyama R･ Yanai N･ Obinata M･ Kumagai K･
Takada H, Hiraide H, Seki S･ Involvement ofNKl+ T cells and their IFN-γ production in the
generalized Schwansman reaction･ J hmunol 100: 3522-3527･ 1998･
14. Sat｡ Y, Yanai N, Obinata M. Involvement of stromal membrane-associated protein (SMAP-1)
in erythropoietic microenvironment･ J Biochem 124 : 200-216･ 1998･
15. Osada M, Ohba M, Kawahara C, Ishioka C, Kanamaru 良, Katoh ㌔ Ikawa Y･ Nimura Y･
Nakagawara A, Obinata M, Ikawa S･ Cloning and mnctional analysュs Of human p51･ which structurally and functionally resembles p53･ Nature Medict'ne 4 : 839-843･ 1998･
16. Sugiyama N, Tabuchi Y, Numata F, Horiuchi T･ Ishibashi K･ Ono S･ Obinata M･ Furusawa M･ Establishment and characterization of tracheal epithelial cell lines, TMOl and TMO2-3･ Hom
transgenic mice bearlng temperature-Sensitive SV40 large T-antlgen gene･ Cell Structure & Function 23 : 119-127. 1998.
17. Zhao LH, Inoue T, Shqii W, Nemoto Y, Obinata M･ Dir∝t association ofc-Myc and YY 1 in
regulation of glycophorin gene expression･ Oncogene 17 : 1(朋-1017･ 1998･
18. Muto A, Hoshino H, Madisen L, Yanai N, Obinata M, Karasuyama H, Hayashi N, Nakauchi H,
Yamamoto M, Groudine M, Igarashi K･ Identincation of Bach2 as a B cell-sp∞mc paHner for
smal Mar proteins that negtively regulates the immunoglobulin heavy chain gene 3'enhancer･ EMBO J 17: 5734-5743, 1998.
19. Obinata M, Okuyama R, Matsuda K, Koguma M, Yanai N･ Regulation ofmyeloid and lymphoid
development of hemtopoletic stem cells by bone marrow stromal cells･ Leukemia and Lymphoma 29: 61-69, 1998.
20. Matsuda, K, Koguma M, Okuyama R, Nakazawa T, Matsuzaki Y･ Nakauchi H･ Yanai N, Obinata M. A novel stromal cell-dependent B lymphoid stem-like cell line that induces immunoglobulin
分子発生研究分野 2 5
gene rearrangement. J Bめchem 125 :002-612, 1999.
21. Yanai N, Matsui N, Matsuda K-I, Furusawa T, Ohkubo T, Nakazawa T, Ishibashi K, Nawa K,
Obinata M, A novel stromal ∞11-dependent hematopoletic cell line established舟om
temperature-sensitive SV40 T-antigen transgenic mice. Exp Hematol (in press).
22･ Shoji W, Yee CS, Kuwada JY. Zebra命sh semaphorin Zla collapses sp∞mc growth cones and
alterstheir pathway ln Vivo. Development 125 : 1275-1283, 1998.
23･ Y∞ CS, Chandrasekhar A, Halloran MC, ShC串W, Warren JT, Kuwada JY. Mol∝ular Cloning,
Expression, and Activity or Zebransh Semaphorin Zla. Brain Res Bun (in press).
3)和文論文
なし
3.国際学会,海外での講演及びセミナー
1)招待講演
L Matsui Y : Regulation or groeth and suⅣival or mouse germ cells. 4th Copenhagen Workshop ;
Carcinoma in situ and Cancer of the Testis : Mol∞ular and Endocrine Asp∝ts, Copenhagen, Denmark, May 18-21, 1997.
2･ Matsui Y, Yoshimizu T : M∞hanism of gem cell establishment in pre一gastrulatlng mouse embryo･
The lntemational Symposium on Germ Cell Development and Meiotic Regulation, Hakone, Japan,
November 4-7, 1997.
3･ Yoshimizu T, Matsui Y : M∝hanism of gem cell establishment in pre一gastrulatlng mouse embryo.
The French-Japanese Workshop on Genes and Early Development, Lyon, France, June 4-5, 1998･ 4･ Matsui Y. Yoshimizu T : Local cell communication among epiblast cells induced by
extraem-bryonic ∞todem is essential pr10r tO mouse gem Cell sp∞incation･ Cold Spring Harbor Meeting, "Gametogenesis…, Cold Spring Harbor, New York, USA. October 1-4, 1998.
5･ Matsui Y : Local cell communication among epiblast cells induced by extraembryonic ectodem is
essential prlOr tO mouse germ ∞il sp∞誼cation. National Institute or Environmental Health
Science, Resarch Triangle Park, USA. October 6, 1998.
2)シンポジウム
1･ Obinata M, Matsuda K, Furusawa T, Nakazawa T, Yanai N : Regulation of commitment or hematopoletic stem cells by stromal cells･ 5th CGGH Symposium ``Generation and Lineage
Commitment or Stem Cells", Tsukuba, Japan, July, 1998.
hematopoletic cell line, DFC, from Dexter culture or mouse bone marrow･ The 2nd International
symposium fらr Stem Cell Regulation, Toky〇･ October, 1998･
3. Yanai N, Matsui N, Masuko K, Obinata M : Oncostatin M regulates di能rentiation of bone maHow
stromal cells towards mesenchymal cell lineages･ The 2nd International Symposium for Stem Cell Regulation, Tokyo, October, 1998･
3)一般演題
I. Shoji W. Yee CS, Kuwada JY : A zebransh semaphorin/Collapsin guides lateral line axon･ LXII cold.Spring Harbor Symposium on Quantitative Biology, 1997･
2. Shoji W, Yee CS, Kuwada JY : A zebraEsh semaphorin/Collapsin guides lateral line Axon･ Soc
Neurosci, 1997.
3. Shoji W, Yee CS, Chandrasekhar A, Kuwada JY : Zebransh semaphorin Zla collapse specinc
.growth cones and alters their pathway ln Vivo･ Zebransh Development 皮 Genetics in Cold Spring
Harbor Laboratory, 1998･
4. Yanai N, Matsuda K, Nakazawa T, Obinata M : Stromal cell dependent immature hematopoletic cell lines･ Keystone Symposia on Molecular and Cellular Biology･ Gene Therapy Strategles Tor
Hematopoletic Cells, January, 1998･
3. Obinata M, Okuyama R, Matsuda K, Koguma M, Yanai N : Regulation ormyeloid and lymphoid
development of the hematopoletic stem cells by bone marrow stromal cells･ Keystone Symposia on
Molecular and Cellular Biology, Gene Therapy Strategies for Hematopoletic cells･ January･ 1998･ 6. Obinata M, Matsuda K, Furusawa T, Nakazawa T, Yanai N : Immonalization of
Stroma-depen-dent hematopoletic stem-like cell lines血om SV00ts一丁antlgen tranSgenic mice･ 4th Joint
con筒ence of the AACR and JCA on Innovative Approaches to the Prevention, Diagnosis and
Therapy of Can∞r, Hawaii, February, 1998･
7. Matsuda K, Koguma M, Okuyama R, Nakazawa T, Matsuzaki Y･ Nakauchi H･ Yanai N･ Obinata
M : Selrrenewal and di節rcntiation of a stromal celLdependent B lymphoid stem-like cell line･
5th CGGH Symposium員Generation and Lineage Commitment of Stem Cells"･ Tsukuba･ Japan･
July, 1998･
8. Nakats埴T, Chuma S, Tamura M, Nakamura K, Yanai N, Toyama Y, Yuasa S･ Obinata M･
Nakatsuji N : Hematopoletic stel cell lines established From the aorta-gonado mesonephros
(AGM) region or transgenic mouse embryos harboring conditional immortalizing gene･ 5th cGGH Symposium "Generation and Lineage Commitment or Stem Cells''･ Tsukuba･ Japan･ July･
1998.
9. Furusawa T, Sato Y, Hong HN, Yanai N, Hara T, Miy叫ma A, Obinata M : Cloning Ofa stromal
membrane proteins involved in stroma-supported erythropoiesis･ 5th CGGH Symposium
''Gener-ation and Lineage Commitment of Stem Cells'', Tsukuba, Japan･ July, 1998･
分子発生研究分野 2 7
1ineages or bone maHow stromal ∞1ls. 5th CGGH Symposium "Generation and Lineage
Commit-ment of Stem Cells'', Tsukuba, Japan, July, 1998.
Ill- Nakats巾i T, Chuma S, Tamura M, Nakamura K, Yanai N, Toyama Y, Yuasa S, Obinata M,
Nakats可i N : Hematopoletic stel cell lines established f十〇m the aona-gonado mesonephros
(AGM) region or transgenic mouse embryos harboring conditional immortalizing gene. Third
Congress or APOCB (the Asian-Pac誼c Organization for Cell Biology) , Osaka, Japan, August, 1998.
12･ Yanai N, Masuko K. Obinata M : DiHerentiation or hematopoletic supportive bone marrow
stromal cell line toward smooth muscle cells. Third Con伊eSS Of APOCB (the Asian-Paci五c
Organization for Cell Biology) , Osaka. Japan, August, 1998.
13･ Ohkubo T, Watanabe S, Arai K, Obinata M, Yanai N : Establishement or Stromal celLdependent
Hematopoletic Stem-like Cell Lines. The 2nd International Symposium for Stem Cell Regulation, Tokyo, Japan, October, 1998.
14･ Yanai N, Matsui N, Masuko K, Obinata M : Oncostatin M regulates di耽rentiation of bone marrow
stromal cells toward mesenchymal αll lin°ages. The 2nd lntemational Symposium for Stem Cell
Regulation, Tokyo, Japan, October, 1998.
15. Yanai N, Matsuda K, Obinata M : The established bone maHOW StrOmal ∞ュls maintain immature
stage or hematopoietic ∞1ls and suppon the establishment or LinJsca- 1 +/C-Kit+ hematopoietic
cell lines Hom SV00T-antlgen gene tranSgenic mi∞. Keysone Symposia on Mol∞ular and Cellular
Biology, Colorado USA, February, 1997.
16. Yanai N, Matsuda K, Nakazawa T, Obinata M : Stromal cell dependent hematopoletic cell lines.
Keysone Symposia on Mol∞ular and Cellular Biology, Nevada USA, January, 1998.
17. Matsui Y, Matsubara N, Takahashi Y, Nakano T, Obinata M : A r∞eptor tyrosine kinase Sky and
its ligand Gas 6 are expressed in gonads and suppon prlmOrdial germ cell growth or survival in
culture. Keystone Symposia on Gem Cell DiHerentiation, Frisco, Colorado, USA, March I2-17,
1997.
18. Yoshimizu T, Matsui Y : In vitro analysis Ofgerm line establishment in mi∞. The International
Symposium on Gem Cell Development and Meiotic Regulation, Hakone, Japan, November 4-7,
1997.
19. Ohno H,Matsui Y: The involvement or ErbB-3 and its ligands to prlmOrdial gem cell
di臓rentiation. The International Symposium on Germ Cell Development and Meiotic Regulation,
Hakone, Japan, November 4-7, 1997.
20. No備 T, Takahashi Y, Matsui Y : Di臓rentiation orgem cells in co-culture system det∝ted by the
induced expression of mouse vasa protein. The lntemational Symposium on Gem Cell Develop-ment and Meiotic Regulation, Hakone, Japan, November 4-7, 1997.
