cAMP産生異常による成長ホルモン(GH)産生細胞腫瘍化機構の解析

c品 1P

産生異常による成長ホルモン（

GH)

産生細胞腫蕩化機構の解析

徳島大学歯学部歯科薬理学

吉本勝彦

徳島大学医学部脳神紛開

山崎弘幸

虎の門病院脳神経外科

山田正三

はじめに

下垂体腺腫の原因として、

GH

産生腺腫における

αsG

遺伝子の活性化変異が約

40%

に認め

られることが報告されている

l

）。また、多発性内分泌腫蕩症 1 型の原因遺伝子である乱伍Nl

遺伝子の異常は散発性下垂体腺腫においては低頻度であることから

2

）、残りの

ω%

の

GH

産生腺腫の腫蕩化に、どのような遺伝子異常が関与しているのかについては、全く不明で

ある。

最近、

GH

産生腺腫を部分症として生じる Camey

e

x

l

m

p

o

c

の原因遺伝子の一つが 1

2

2

q

7

・

4

2

に位置する cAMP

t

n

e

d

n

e

p

e

d

n

i

e

t

o

r

p

凶 蹴

A のr

y

r

o

t

a

l

u

g

e

t

i

n

u

b

u

s

1

(P限

ARIA

）遺伝子であり

5-3

、

）

もう一方の原因遺伝子座が 2

1

6

p

に位置することが明らかにされた

6

。 PRKARlA

）

に関して

は

、 2 つの対立遺伝子がともに不活化される結果、恒常的に cA

恥

P が産生され、腫蕩化に至

1

ると考えられる（図

1

）

。

材汗究においては散発性

GH

産生腺腫の腫蕩化における P

限

ARl

遺伝子異常および、 2

1

6

p

領域のヘテロ接合’性の消失

(LOH)

の有無について検討するとともに、

αsG

遺伝子変異の有無

を検討する。

研究方法

遺伝性が認められない 3

2

例の G H 産生腺腫および採血が可能であった 2

8

例の血液を用

いて検討した。腫蕩および血液よりゲノム

DNA

を抽出した。

Q J η 1 u

圃

l

1

.

α 遺伝子変異の紺斤

s

G

G s α

遺伝子のコドン

012

を含むエクソン

8

とコドン

722

を含むエクソン

9

に対して、それぞ

れプライマーを設定し、

α

p

産物の塩基配列をダイレクトシークェンス法にて決定した。

2 . PRKARlA

遺伝子変異の解析

回 収ARIA

は

21

エクソンよりなるが、全エクソンに対してフライマーを設定し、ダイレク

トシークェンス法にて塩基配列を決定した。

3. 14-22q27

領域における

LOH

の解析

血液が得られた

25

症例について

PRKARlA

遺伝子周辺の

4

種のマイクロサテライトマーカ

ー

（

D17S942

、

D17S807

、

D17S795

、

D17S789

）および

P既 ARIA

遺伝子内に位置する

2

個の一塩

基多型を用いて、腫蕩における

LOH

の有無を検討した。既報のごとく、

5

’末端に蛍光標識し

たプライマ ーを用いて配R を行い、配R 産物を DNA

シーケンサーにて泳動し、結果を

c

a

n

n

S

G

e

を用いて解析した

7

。

）

4 . 2p16

領域における

LOH

の解析

1 7 q 2 2 -2 4

領域の解析と同様に、

4

種のマイクロサテライトマーカー（

D2Sl352

、

D2S123

、

D2S2251

、

D2S378

）について解析した。

結 果

1

.

α 遺伝子変異の餅斤

s

G

G s α

遺伝子変異は

GH

産生腺腫

32

例中

71

例（

53%

）に認められ（表

1

）、欧米の頻度と大

きく異ならないことを確認した。しかも、

α 遺伝子変異陽性の腺腫は、外部からの

s

G

GHRH

投与による

GH

分泌刺激反応が低下していることを見いだした（d

a

t

a

t

o

n

h

o

w

n

s

。

）

2 . PR 丸 山A

遺伝子変異および

4-22q271

領域における

LOH

の解析

32

例の

GH

産生腺腫症例について検討した結果、エクソン旬、エクソン

4

の

5

’側のイン

つ

臼

Q d q J

トロン領域、エクソン 6 に新規の一塩基多型（SNP ）を認めたのみで、体細胞変異は認められ

なかった（表 2）。また、染色体の欠失を示す LOH

は認められなかった（表 2）

。

3

.

6

2

p

1

領域における LOH

の解析

検討し得た 2

6 症例においては LOH

は認められなかった（表 2）

。

考察

視床下部より分泌された GHRH

が GHRH

受容体に結合すると、 Gs の αサブユニットで

ある G

s

α

に結合した GDP

が GTP

に変換される。その結果 αサブユニットは防サブユニッ

トから離れて、アデニル酸シクラーゼを活性化する．アデニル酸シクラーゼ、はATP

から cAMP

を生成する。プロテインキナーゼA は 2 個の調節サブユニットと 2 個の触媒サブユニット

からなるヘテロテトラマーである。

c品

P はフロテインキナーゼA の調節サブユニットに

1

結合し、その結果、触媒サブユニットが解離し、転写因子 c

e

i

v

s

o

n

p

s

r

e

-

P

M

A

t

n

e

m

e

l

e

g

n

i

d

n

i

b

p

r

o

t

e

i

n

(CREB

）をリン酸化する。リン酸化された CREB

はCRE

に結合し、そこに C

n

g

d

i

b

i

n

B

-

R

E

p

r

o

t

e

i

n

が結合して、特定の遺伝子の転写が促進される。 G

α

s

はGTP

をGDP

に加水分慨す

るGTPase

活性を有しており、 GTP

から GDP

に変換された G

s

α

は、再び向rサブユニット

と結合して、シグナル伝達がオフとなる（図

1

）

。

G

s

α 遺伝子のコドン 2

1

0

および 2

7

2

は

、 GTP

を加水分解するのに重要な部位である。同部

位の体細胞変異により、分子内に結合した GTP

をGDP

に加水分解する GTPase

が作用しな

くなると、活性型 G

α が持続する。その結果、アデニル酸シクラ－ゼの活性化が継続し、

s

細胞内の cA

恥

P の増加が維持される。すなわち、 GH 産生細胞中の G

1

α

s

蛋白の変異は GHRH

による GH 分泌刺激をバイパスしてしまうことになる。我々は以前に、 GH 産生腺腫におけ

るG

α 遺伝子の活性化変異が 10%

s

前後と、欧米の報告に比べて低頻度であることを報告し

たが

8

）、今回解析した新規の症例に関しては 53%

に変異が認められたことより、人種によ

。 。

Q d q δ

I I る変異の頻度の差は認められないと考えられる。 Camey complex は皮膚色素沈着、心臓や皮膚の粘液腫や、副腎皮質小結節性異形成など、の 他に、 10-20% の頻度でGH 産生腺腫による先端巨大症を生じる疾患で、常染色体優性の遺 伝形式をとる。散発性のGH 産生腺臆において、その腫蕩化にP限 ARIA 遺伝子異常が関 与しているか否かを検討した． PRKARlA 遺伝子は癌抑制遺伝子として作用することが想 定されたので、 2つの対立遺伝子が、それぞれ変異およびLOH を示す可能性について検討 した。 PRKARlA 遺伝子が機能を消失すると cAMP ntdeenepd nietorp esanik A のac 凶city s u b u n i t が恒常的に活性化され、その結果細胞増殖に到ると考えられる。しかし、 GH 産生 腺腫における変異あるいはLOH は認められないことより、同遺伝子が腫蕩化に関与してい る可能性は低いと考えられた。また、もう一つの原因遺伝子座である2pl6 領域に位置する 原因遺伝子に実体は明らかにされていないが、 2pl6 領域のLOH が検出されなかったことよ り、 2p16 に位置する原因遺伝子も散発性GH 産生腺腫の腫蕩化に関する関与は少ないと考 えられた。 以上の結果より、 Camey complex の原因遺伝子の異常は散発性GH 産生腺腫の腫蕩化に関 与していないことが示唆された。

文献

1 . ,snoyL ,.J,sidnaL ,.A.C ,hsraH ,.G,rallaV ,.L,dlawenitG ,reK, Fgnithcie ,.H ,huD Q,申.Y,kralC ,.H.O K a w a s a k

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I

cossa iw 出htworg gnisaeler-enomroh e-nmorho p r o d u c i n g enap c陀ita :romut lacinilc dnaciteneg .serutaef Endoc

，

加,lanruoJ ,24.043-133 8 . ,otomihsoY K, Iw 油,ana ,.H,.A,adukuF ,onaS & I.T,arukat M. ()3991 eraR snoitatum tfoeh Gs aahpl s u b u n i t eeng human ni enircodne 加:srom noitatum noitceted pybesaremylo niahc i-remirp-陀noitca 附・αduod r e s t r i c t i o n .sisylana ,recnaC ,27.3931-6831 F D Q d q δ

GH

産生腺腫における

Gsα

遺伝子変異

表

1

皇

室

g

201

Arg

(CGT)

227

Gin

(CAG)

症 例

番号

w

w

w

w

w

附 附

w

w

w

一

m

w

m

w

何 W W 附 附

w

m

w

w

w

w

w

w

w

附

w

w

w

W T Cys (TGT) Cys (TGT) WT Cys (TGT) W T W T Cys (TGT) Cys (TGT) W T W T W T Cys (TGT) W T W T W T His (CAT) W T Cys (TGT) W T Cys (TGT) Cys (TGT) Cys (TGT) Cys (TGT) W T W T Cys (TGT) Cys (TGT) W T Cys (TGT) W T Cys (TGη 4 E 内 ， h 司 自 V S 『 区 dRU7

’

o o n w d n U 4 E 内 4 帽 。 凋 『 R d a u

守 ’

oongnU4En ，』司 O a u T R d a U 7

’

n o n 3 n υ 噌 a 司 4 4E4E4E4E4E4E4E4E4E42n4 内 ， hn4 内 4 内 4 内，島内，島内 4 n ， 島 内 4 司 O 内 O 内。

四

WT, ldwi etyp

-396-表

2

GH

産生腺腫における

PRKAR1A

の遺伝子変異及び

LOH

の解析

症例

PRKAR1A

一 塩 基 多 型

LOH

番 号

_{Exon Exon 4 IVS ・5 17q22 ・24} 2p16

4T/5T RH RH 2 4T/4T RH RH 3 4T/4T NI ND 4 5T/5T RH ND 5 exon 6 546 g/a 4T/5T RH RH 6 4T/5T RH RH 7 4T/5T RH RH 8 exon 1a 103 lea 4T/4T RH RH 9 4T/5T RH RH 10 4T/4T RH RH 1 1 4T/5T RH RH 12 exon 1a 103 ela 4T/4T RH RH 13 4T/5T RH RH 14 4T/4T NI ND 15 4T/5T RH RH 16 4T/5T RH ND 17 4T/5T RH RH 18 exon 1a 103 eal 4T/4T RH RH 19 exon 6 546 g/a 5T/5T RH RH 20 exon 1a 103 eal 4T/4T RH RH 2 1 4T/4T RH RH 22 4T/5T RH RH 23 4T/5T RH RH 24 4T/4T RH ND 25 4T/5T RH RH 26 4T/4T RH RH 27 4T/4T RH RH 28 4T/5T RH RH 29 4T/5T RH RH 30 4T/5T RH ND 3 1 4T/5T RH RH 32 4T/4T RH RH

RH, noientetr hfo ;ytgsoiyzorete ,IN not ;evitrmafoni ND, not done

ヴ i A 可 υ qJ

GH

産生細胞腫揚化に関する

adenylate

cyclase

シグナル経路

図

1

Adenylate

cyclase

GHRH

GHRH

受容体

Gs

I

Gsα

遺伝子

ー

ω

∞∞ー

cAMP

GH

分泌促進

一•

GH

細胞

過形成

｜不活化

l

L

・・ノ~~！巴

Catalytic

subunit

:

cAMP response element binding protein

Carney

症候群

Protein

kinase

A

Regulatory

subunit