セリン欠乏による IGFシグナル関連遺伝子の発現誘導
修士1年 阿比留 舞子
目的:セリン欠乏〜細胞増殖停止に 至る分子機序解明
KO胚と類似した 遺伝子発現変化
細胞増殖停止 生存率低下 胎生致死
成長遅滞 個体レベル
特徴的な 遺伝子発現変化
セリン欠乏
細胞レベル
2
MEF:マウス胚由来線維芽細胞�KOマウス�
(Yoshida et al, 2004)
メカニズム?
KO-MEFのマイクロアレイ解析
Gene Name! Protein Name! Microarray!(−Ser/+Ser)! �Molecular Function
Igfbp4 Igfbp4 18.1 細胞増殖制御
Pappa-1 Papp-a 6.0 タンパク質分解
セリン制限6時間で2倍以上発現が上昇 559遺伝子
IGFシグナル関連遺伝子の発現誘導
Igfbp4:Insulin like growth factor binding protein 4 Papp-a:Pregnancy associated plasma protein A
Phgdh 欠損によるセリン欠乏に起因した 遺伝子発現誘導
◆ KO-MEF: 最小培地培養6時間
各遺伝子のmRNA発現誘導は Phgdh欠損に起因する Student’s t-test :*p < 0.05 **p < 0.005 ***p < 0.0005 (n = 3 each)
Ig
fbp4
mR
NA
leve
l (N
orm
aliz
ed to
Gap
dh)
– + – +
KO-MEF +Phgdh
Igfbp4
***
x12.8
**
Pappa-1 ***
x4.5
x0.8
x2.1
Ser (400 µM)
Ser (400 µM)
Pa
ppa-
1 m
RN
A le
vel
(Nor
mal
ized
to G
apdh
) + –
KO-MEF KO-MEF
– + – + + –
KO-MEF +Phgdh
KO-MEF KO-MEF
+GFP +GFP
x2.7
x17.1
***
*
各遺伝子発現のタイムコース
Igfbp4 Pappa-1
2h 6h 24h 2h 6h 24h
+Ser
–Ser
セリン欠乏ではIgfbp4誘導が優勢に作用しており, IGFシグナル経路の抑制が示唆された.
x2.8
x14.0
x1.4
x.7.8
x12.8
x4.5
Student’s t-test :*p < 0.05 **p < 0.005 ***p < 0.0005 (n = 3 each)
*** ***
***
N.S.
*** **
◆ KO-MEF: 最小培地培養
Ig
fbp4
mR
NA
leve
l (N
orm
aliz
ed to
Gap
dh)
Pa
ppa-
1 m
RN
A le
vel
(Nor
mal
ized
to G
apdh
)
Papp-a
?
Papp-a
IGF1R
細胞増殖抑制/生存低下
Ras
Raf
MEK
ERK
Akt
GSK-3β
AS160
mTOR
FoxO
IGF1/2 IGF1/2
plasma membrane
結論
Papp-a
Igfbp4
欠乏 Igfbp4
mRNA
A#4 independent?
Phgdh
◆ KO-MEF: 最小培地培養6時間
IGFシグナル経路関連遺伝子発現誘導は Atf4非依存的
KO-MEF ΔAtf4
KO-MEF
– + – + Ser (400 µM)
Igfbp4 Pappa-1
KO-MEF ΔAtf4
KO-MEF
– + – + Ser (400 µM)
86%
x3.4 x2.9
x19.2 x16.8
87%
Mock Mock
*
Student’s t-test : * p < 0.05 **p < 0.005 (n = 3 each)
** **
*
Ig
fbp4
mR
NA
leve
l (N
orm
aliz
ed to
Gap
dh)
Pa
ppa-
1 m
RN
A le
vel
(Nor
mal
ized
to G
apdh
)