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稲垣 昌樹 Masaki Inagaki名古屋大学大学院医学系研究科細胞腫瘍学・客員教授


専門分野

細胞生物学 (細胞骨格・細胞周期)

略歴

1982年 3月
三重大学医学部卒業
1982年 4月
三重大学医学部博士課程入学
1985年10月
日本学術振興会特別研究員
1986年 3月
三重大学医学部博士課程卒業
1986年 7月
日本学術振興会特別研究員を辞退
愛知県がんセンター研究所・研究員
1991年 4月
愛知県がんセンター研究所・主任研究員
1992年 4月
東京都老人総合研究所・神経生理部門・部門長
1997年 4月
愛知県がんセンター研究所・生化学部/発がん制御研究部・部長
2007年 4月
名古屋大学医学系研究科機能構築医学専攻細胞腫瘍学講座客員教授兼任

研究課題名

悪性腫瘍の病態解明

これまでの成果と今後の展望

A. 研究目的
[1] 細胞にはDNA障害に応答して細胞増殖を一時停止させ、損傷DNAを修復する機構「DNAダメージチェックポイント」が備わっている。チェックポイントキナーゼ1(Chk1)は、DNA 損傷チェックポイントにおいて中心的な役割を担う蛋白質リン酸化酵素である。Chk1 は、損傷DNAによって活性化されたATR によって、そのセリン317 及びセリン345 がリン酸化されることで活性化する。我々はChk1の機能をさらに解析するために、そのリン酸化反応を詳細に探究する。
[2] ケラチンは上皮細胞に特異的に発現している中間径フィラメント蛋白質であるが、ケラチンが増殖・分化にどのような役割を果たしているのかは不明である。この謎を解明するため、我々はケラチンに結合する蛋白質を同定し、その解析を進める。

B. 研究成果
[1] これまでChk1は主にS期からG2/M移行期に機能すると考えられ、増殖因子刺激における機能についてはほとんど注目されてこなかった。また、癌におけるMAPKカスケイドの異常活性化に伴って、DNA損傷や複製障害が引き起こされることが報告され、MAPKカスケイドとDNA保全チェックポイントが何らかの関係をもっている可能性が指摘されていたが、その詳細は不明であった。我々は、増殖因子刺激によって活性化されたMAPキナーゼカスケイド(MEK-ERK-p90RSK)のp90RSKによって、Chk1のセリン280が特異的にリン酸化されることを見出した。Chk1は、このChk1-セリン280のリン酸化修飾に伴って細胞質から核に移行することが判明した。さらに、このような増殖因子依存的な核内移行が阻害されると、紫外線照射後のATRからのリン酸化修飾やChk1の自己リン酸化修飾が遅延することが明らかとなった。このため、このリン酸化は、DNAが損傷された際に、細胞がDNA修復を行うための準備状態を形成する役割を果たしていると考えられる(図1)。
[2] ケラチン結合蛋白質として同定したトリコプレイン蛋白質が、分化・増殖転換のカギとなる可能性と、それが一次繊毛形成制御を介した新規メカニズムによることを示す結果を得た。一次繊毛とは細胞膜上の突起物で、G0/G1期に中心体から生じ、細胞周期進行に伴い消失する構造物であり、その異常が発生や癌化に影響を及ぼすことから、分化や増殖のシグナルを仲介するアンテナとして最近注目されている。我々が増殖状態のRPE1細胞でトリコプレイン機能欠失(ノックダウン)を行ったところ、一次繊毛が形成された。つまり、トリコプレインは増殖期に一次繊毛形成が生じないようにしている。このトリコプレインの機能には?中心体局在化と?分裂期キナーゼであるオーロラAをG1期に活性化することの両方が必要なことをin vitroの生化学的実験および培養細胞を用いた実験で明らかにした。さらに、トリコプレインノックダウンでは細胞周期の休止を認めたが、一次繊毛を除去した系ではノックダウンでも細胞周期が休止していなかった。以上のことから、この細胞でトリコプレインは一次繊毛形成を抑制しており、そのことが円滑な細胞周期進行に大きく寄与していると考えられる(図2)。

主要研究業績

  1. Inoko A, Matsuyama M, Goto H, Ohmuro-Matsuyama Y, Hayashi Y, Enomoto M, Ibi M, Urano T, Yonemura S, Kiyono T, Izawa I, Inagaki M: Trichoplein and Aurora A block aberrant primary cilia assembly in proliferating cells. J Cell Biol, in press (2012)
  2. Li P, Goto H, Kasahara K, Matsuyama M, Wang Z, Yatabe Y, Kiyono T, Inagaki M: P90 RSK arranges Chk1 in the nucleus for monitoring of genomic integrity during cell proliferation. Mol Biol Cell, in press (2012)
  3. Goto H, Izawa I, Li P, Inagaki M: Novel regulation of checkpoint kinase 1 (Chk1): Is Chk1 a good candidate for anti-cancer therapy? Cancer Sci, in press (2012)
  4. Ohmuro-Matsuyama Y, Inagaki M, Ueda H. Detection of Protein Phosphorylation by Open-Sandwich Immunoassay. In Integrative Proteomics, Leung H-C, ed. (InTech), pp. 197-214 (2012)
  5. Ibi M, Zou P, Inoko A, Shiromizu T, Matsuyama M, Hayashi Y, Enomoto M, Mori D, Hirotsune S, Kiyono T, Tsukita S, Goto H, Inagaki M: Trichoplein controls microtubule anchoring at the centrosome by binding to Odf2 and ninein. J Cell Sci, 124, 857-864 (2011)
  6. Helfand BT, Mendez MG, Murthy SN, Shumaker DK, Grin B, Mahammad S, Aebi U, Wedig T, Wu YI, Hahn KM, Inagaki M, Herrmann H, Goldman RD: Vimentin organization modulates the formation of lamellipodia. Mol Biol Cell, 22, 1274-1289 (2011)
  7. Matsuyama M, Goto H, Kasahara K, Kawakami Y, Nakanishi M, Kiyono T, Goshima N, Inagaki M: Nuclear Chk1 prevents premature mitotic entry. J Cell Sci, 124, 2113-2119 (2011)
  8. Ichijima Y, Yoshioka K, Yoshioka Y, Shinohe K, Fujimori H, Unno J, Takagi M, Goto H, Inagaki M, Mizutani S, Teraoka H: DNA lesions induced by replication stress trigger mitotic aberration and tetraploidy development. PLoS One, 5, e8821 (2010)
  9. Kasahara K, Goto H, Enomoto M, Tomono Y, Kiyono T, Inagaki M. 14-3-3γ mediates Cdc25A proteolysis to induce S and G2 arrest after DNA damage. EMBO J, 29, 2802-2812 (2010)
  10. Kawase T, Matsuo K, Suzuki T, Hirose K, Hosono S, Watanabe M, Inagaki M, Iwata H, Tanaka H, Tajima K. Association between vitamin D and calcium intake and breast cancer risk according to menopausal status and receptor status in Japan. Cancer Sci, 101, 1234-1240 (2010)
  11. Bargagna-Mohan P, Paranthan RR, Hamza A, Dimova N, Trucchi B, Srinivasan C, Elliott GI, Zhan CG, Lau DL, Zhu H, Kasahara K, Inagaki M, Cambi F, Mohan R. Withaferin A targets intermediate filaments GFAP and vimentin in A model of retinal gliosis. J Biol Chem, 285, 7657-7669 (2010)
  12. Ichijima Y, Yoshioka K, Yoshioka Y, Shinohe K, Fujimori H, Unno J, Takagi M, Goto H, Inagaki M, Mizutani S, Teraoka H. DNA lesions induced by replication stress trigger mitotic aberration and tetraploidy development. PLoS ONE, 5, e8821 (2010)
  13. Enomoto M, Goto H, Tomono Y, Kasahara K, Tsujimura K, Kiyono T, Inagaki M. Novel positive feedback loop between Cdk1 and Chk1 in the nucleus during the G2/M transition. J Biol Chem, 284, 34223-30 (2009)
  14. Li ZF, Wu X, Jiang Y, Liu J, Wu C, Inagaki M, Izawa I, Mizisin AP, Engvall E, Shelton GD. Non-pathogenic protein aggregates in skeletal muscle in MLF1 transgenic mice. J Neurol Sci, 264, 77-86 (2008)
  15. Toyo-oka K, Mori D, Yano Y, Shiota M, Iwao H, Goto H, Inagaki M, Hiraiwa N, Muramatsu M, Wynshaw-Boris A, Yoshiki A, Hirotsune S. Protein phosphatase 4 catalytic subunit regulates Cdk1 activity and microtubule organization via NDEL1 dephosphorylation. J Cell Biol, 180, 1133-1147 (2008)
  16. Izawa I, Nishizawa M, Hayashi Y, Inagaki M. Palmitoylation of ERBIN is required for its plasma membrane localization. Genes Cells, 13, 691-701 (2008)
  17. Lin YM, Chen YR, Lin JR, Wang WJ, Inoko A, Inagaki M, Wu YC, Chen RH. eIF3k regulates apoptosis in epithelial cells by releasing caspase 3 from keratin-containing inclusions. J Cell Sci, 121, 2382-2393 (2008)
  18. Sugimoto M, Inoko A, Shiromizu T, Nakayama M, Zou P, Yonemura S, Hayashi Y, Izawa I, Sasoh M, Uji Y, Kaibuchi K, Kiyono T, Inagaki M. The keratin-binding protein Albatross regulates polarization of epithelial cells. J Cell Biol,183, 19-28 (2008)
  19. Ikegami Y, Goto H, Kiyono T, Enomoto M, Kasahara K, Tomono Y, Tozawa K, Morita A, Kohri K, Inagaki M. Chk1 phosphorylation at Ser286 and Ser301 occurs with both stalled DNA replication and damage checkpoint stimulation. Biochem Biophys Res Commun, 377, 1227-1231 (2008)
  20. Goto H et al. Production of a site- and phosphorylation state-specific antibody. Nature Protocols 2: 2574-2581 (2007)
  21. Goto H et al. Complex formation of Plk1 and INCENP required for Metaphase-anaphase transition. Nature Cell Biol. 8: 180-187 (2006)
  22. Yamaguchi T et al. Phosphorylation by Cdk1 induces Plk1-mediated vimentin phosphorylation during mitosis. J. Cell Biol. 171: 431-436 (2005)
  23. Ivaska J et al. PKCepsilon-mediated phosphorylation of vimentin controls integrin recycling and motility. EMBO J. 24: 3834-3845 (2005)
  24. Minoshima Y et al. Aurora B Phosphorylates MgcRacGAP and Induces PhoGAP Activity during M Phase : Identification of a RhoGAP Indispensable for Cytokinesis. Dev. Cell 4: 549-560 (2003)
  25. Inada H et al. Keratin attenuates tumor necrosis factor-induced cytotoxicity through association with TRADD. J. Cell Biol. 155: 415-425 (2001)
  26. Hirota T et al. Zyxin, a regulator of actin filament assembly, targets the mitotic apparatus by interacting with h-warts/LATS1 tumor suppressor. J Cell Biol. 149: 1073-1086 (2000)
  27. Kawano Y et al. Phosphorylation of myosin-binding subunit (MBS) of myosin phosphatase by Rho-kinase in vivo. J. Cell Biol. 147: 1023-1038 (1999)
  28. Yasui Y et al. Roles of Rho-associated kinase in cytokinesis; Mutations in Rho-associated kinase phosphorylation sites impair cytokinetic segregation of glial filaments. J. Cell Biol. 143: 1249-1258 (1998)
  29. Sekimata M et al. Detection of protein kinase activity specifically activated at metaphase-anaphase transition. J. Cell Biol. 132: 635-641 (1996)
  30. Ogawara M et al. Differential targeting of protein kinase C and CaM kinase II signalings to vimentin J. Cell Biol. 131: 1055-1066 (1995)
  31. Matsuoka Y et al. Two different protein kinases act on a different time schedule as glial filament kinase during mitosis. EMBO J. 11: 2895-2902 (1992)
  32. Fukami K et al. Requirement of phosphatidylinositol 4.5-bisphosphate for α-actinin function. Nature 359: 150-152 (1992)
  33. Nishizawa K et al. Specific localization of phospho-intermediate filament protein in the constricted area of dividing cells. J. Biol. Chem. 266: 3074-3079 (1991)
  34. Okamoto T et al. Identification of Gs activator region of the β2-adrenergic receptor that is autoregulated via PKA-dependent phosphorylation. Cell 67: 723-730 (1991)
  35. Ohno S et al.Tissue-specific expression of three distinct types of rabbit protein kinase C. Nature 325: 161-166 (1987)
  36. Inagaki M et al. Site-specific phosphorylation induces disassembly of vimentin filaments in vitro. Nature 328: 649-652 (1987)

受賞

1987年 三重医学会賞 「Biopharmacological study of protein kinase C」
1994年 日本癌学会奨励賞 「がん細胞骨格異常に果たす蛋白質リン酸化の意義」
2001年 井上学術賞 「抗リン酸化ペプチド抗体の概念と作製法の樹立及びその応用研究」

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