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トーク:Signal Transducers and Activator of Transcription 3 (ソースを閲覧)
2012年11月29日 (木) 14:33時点における版
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免疫系に作用するサイトカインとして同定されたinterleukin-6 (IL-6) は、信号伝達に必須な受容体コンポーネントとして膜タンパク質glycoprotein (gp130) を共通に利用するIL-6ファミリーサイトカインの一つである。IL-6ファミリーサイトカインには他にも、IL-11、oncostatin M (OSM)、Leukemia Inhibitory Factor (LIF)、cardiotrophin-1 (CT-1)、Ciliary Neurotrophic Factor (CNTF) などが含まれる<ref name="ref4"><pubmed> 11820727 </pubmed></ref>。IL-6ファミリーサイトカインは、細胞膜上のサイトカイン特異的受容体と結合することで、IL-6ファミリーサイトカインに共通かつ必須の信号伝達因子であるgp130を含む信号伝達鎖の二量体化を引き起こす（図1）。その後、信号伝達鎖の細胞内領域に会合するJAKチロシンキナーゼが活性化され、信号伝達鎖の細胞内領域中のチロシン残基をリン酸化する。リン酸化されたチロシン残基に、転写因子STAT3が自身のSrc homology 2 (SH2) ドメインを介して会合、近接したJAKにより705番目のチロシン残基がリン酸化を受けることで活性化する<ref><pubmed> 9685167 </pubmed></ref>。チロシンリン酸化されたSTAT3分子はホモ二量体あるいは異なるSTATファミリー分子間でヘテロ二量体を形成し核へ移行した後、標的遺伝子の転写を誘導する。JAK/STAT3経路はIL-6ファミリーやinsulin-like growth factor-1 (IGF-1) など複数のサイトカインや増殖因子の刺激により活性化することが知られている<ref name="ref1"><pubmed> 10486560 </pubmed></ref><ref name="ref2"><pubmed> 22772901 </pubmed></ref><ref name="ref3"><pubmed> 15998644 </pubmed></ref>。図2には例として、マウスSTAT3の構造を示した。マウスSTAT3は770アミノ酸残基から構成され、DNA結合ドメインやリン酸化チロシン残基に結合するSH2ドメインを持つ。またリン酸化を受けることでSTAT3の活性に関わる705番目のチロシン残基と727番目のセリン残基を有する。 | 免疫系に作用するサイトカインとして同定されたinterleukin-6 (IL-6) は、信号伝達に必須な受容体コンポーネントとして膜タンパク質glycoprotein (gp130) を共通に利用するIL-6ファミリーサイトカインの一つである。IL-6ファミリーサイトカインには他にも、IL-11、oncostatin M (OSM)、Leukemia Inhibitory Factor (LIF)、cardiotrophin-1 (CT-1)、Ciliary Neurotrophic Factor (CNTF) などが含まれる<ref name="ref4"><pubmed> 11820727 </pubmed></ref>。IL-6ファミリーサイトカインは、細胞膜上のサイトカイン特異的受容体と結合することで、IL-6ファミリーサイトカインに共通かつ必須の信号伝達因子であるgp130を含む信号伝達鎖の二量体化を引き起こす（図1）。その後、信号伝達鎖の細胞内領域に会合するJAKチロシンキナーゼが活性化され、信号伝達鎖の細胞内領域中のチロシン残基をリン酸化する。リン酸化されたチロシン残基に、転写因子STAT3が自身のSrc homology 2 (SH2) ドメインを介して会合、近接したJAKにより705番目のチロシン残基がリン酸化を受けることで活性化する<ref><pubmed> 9685167 </pubmed></ref>。チロシンリン酸化されたSTAT3分子はホモ二量体あるいは異なるSTATファミリー分子間でヘテロ二量体を形成し核へ移行した後、標的遺伝子の転写を誘導する。JAK/STAT3経路はIL-6ファミリーやinsulin-like growth factor-1 (IGF-1) など複数のサイトカインや増殖因子の刺激により活性化することが知られている<ref name="ref1"><pubmed> 10486560 </pubmed></ref><ref name="ref2"><pubmed> 22772901 </pubmed></ref><ref name="ref3"><pubmed> 15998644 </pubmed></ref>。図2には例として、マウスSTAT3の構造を示した。マウスSTAT3は770アミノ酸残基から構成され、DNA結合ドメインやリン酸化チロシン残基に結合するSH2ドメインを持つ。またリン酸化を受けることでSTAT3の活性に関わる705番目のチロシン残基と727番目のセリン残基を有する。 | ||
== 神経系におけるSTAT3の発現パターン == | |||
マウスでは、例えば胎生11日目の神経幹細胞Neural stem cell (NSC)においてSTAT3のプロモーター上のシトシン残基がDNAメチル化を受けており、転写因子が結合することができず、STAT3は転写されない。しかし胎生１４日頃からSTAT3プロモーターの脱メチル化が起こり、STAT3転写が可能となる。以降はSTAT3プロモーターはメチル化を受けることがなく、神経系細胞全般でSTAT3の発現が確認できると考えられる<ref><pubmed> 11740937 </pubmed></ref>。 | |||
== 神経系での働き①：アストロサイト分化誘導 == | == 神経系での働き①：アストロサイト分化誘導 == | ||
IL-6ファミリーサイトカインの刺激により活性化したSTAT3は、転写活性化因子としてグリア線維性酸性タンパク質glial fibrillary acidic protein (GFAP) | IL-6ファミリーサイトカインの刺激により活性化したSTAT3は、転写活性化因子としてグリア線維性酸性タンパク質glial fibrillary acidic protein (GFAP)のプロモーターに結合し、転写を促進する。GFAPはアストロサイトで特異的に発現するタンパク質であり、これまでNSC の培養系にIL-6ファミリーサイトカインを添加すると、JAK/STAT3経路を活性化することでアストロサイトへの分化が促進されることが明らかとなっている(図3)<ref name="ref4" /><ref name="ref1" />。また、STAT3をシグナル経路下流の転写因子とするIL-6ファミリーサイトカインとSmadをシグナル経路下流の転写因子とする骨形成因子bone morphogenetic protein (BMP)群（TGF-βスーパーファミリーに属する）の両者は別々の受容体システムを介し、相乗的にアストロサイトの分化を誘導することが明らかにされている<ref><pubmed> 10205054 </pubmed></ref>。そのメカニズムとして、転写活性化の補助的役割を果たす核内転写共役因子p300が、サイトカイン刺激に応答して活性化されたSTAT3のN末端と、Smad1のC末端に結合し、STAT3/p300/smad1複合体を形成することで、標的遺伝子GFAPの効率的な発現を誘導することが明らかにされている。 | ||
== 神経系での働き②：神経幹細胞増殖制御 == | == 神経系での働き②：神経幹細胞増殖制御 == | ||