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

)