nucleostemin 129.01
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Involvement of nucleostemin in the p53-mediated regulatory pathway
in cellular senescence
骨髄由来の間葉系幹細胞で高発現している
ヌクレオステミンの機能
Nucleostemin
1) Nucleostemin is expressed in nucleoli of CNS stem cells,
embryonic stem cells and several cancer cells.
2) Nucleostemin expression decreases rapidly prior to
neuronal differentiation of CNS stem cells.
3) The N-terminal basic domain specifies the p53 interaction
and growth regulatory functions.
Human nucleostemin
B CC AG4 G1
NLS
B: basic domain CC: coiled-coil domain G4: GTP-binding motif G1: GTP-binding motif A: acidic domainNLS: nuclear localization signal
epitope1 epitope21 549
KRPK2 5
KKPRK42 46
RRPR86 89
NS mergeC23
H10-8 H1299
MRC5
U2OS
U2OSHacat
NoLS of p14ARF:
+BDNF+NGF+bFGF2
NS NS
Expression of nucleostemin in differentiated marrow stromal cells
NS MAP2
neuronal differentiation
induceduninduced
- NS
Expression of nucleostemin in senescent marrow stromal cells
young
senescent
X100
X100
Y S
actin GAPDH
p53 p53NS NS
Y S
X40
X40
SA-βgal
X200
X200
SA-βgalNS NS
young senescent
mdm2 mdm2p21 p21
0
20
40
60
80
100
0 100 200 300
day
0
10
20
30
40
50
60
70
Introduction of nucleostemin into late-passage marrow stromal cells
AdGFPAdNS
Brd
U-p
osit
ive
cell
(%)
P=0.0053
AdGFPAdNS
actin
p53
BrdU
X40
AdNS
Introduction of nucleostemin-siRNA stabilizes p53 protein in marrow stromal cells
marrow stromal cells U2OS cells
NS ctrl NS ctrl
NS NS
p53 p53
actin GAPDH
mdm2 mdm2
siRNA siRNA
NS NS
p53 p53
actin GAPDH
mdm2 mdm2
NS ctrl NS ctrlsiRNA siRNA
Decreased nucleostemin expression destabilizes p14ARF and mdm2 proteins.
αp14ARF αNS
p14ARF-
NS
ctrl
NS-siRNA
IP
NS ctrlsiRNA
mdm2
NSp14ARF
GAPDH
NS ctrlsiRNA
mdm2
NSp14ARF
actin
NS mergep14ARF
p14ARF merge
Decreased expression of nucleostemin induces the structural change of nucleoli.
ctrl
NS-siRNA
NS mergeB23
ARF
core
nucleolus
marrow stromal cells
nucleus
nucleolus
senescent cellsdifferentiated cells
nucleus
Involvement of nucleostemin in the p53-regulatory pathway
ARF
degradation
mdm2
degradation
p53
ubub
ub
p53
NS
NS
NS NS
NS
NSNS
degradation
p53
p53
ARF
mdm2
mdm2
mdm2
mdm2
core
ARF
ub
ubub
ub
ububub
ubub
ARF
考察ヌクレオステミンの発現量を減少させると、 p14ARF と mdm2タンパク質量の減少と、 p53 タンパク質量の増加が認められたことから、ヌクレオステミンは p53 制御経路上で機能していることが示唆された。
細胞老化の M1 期は、テロメアの短縮を察知した ATM による p53 の安定化によって誘起される細胞周期の停止であると考えられている。本実験から、テロメアの短縮に加えて、ヌクレオステミン量の減少も M1 期における p53 の安定化に関与していることが示唆された。
ヒト骨髄間質細胞には寿命があることが、分化させた細胞を移植し臓器の機能回復を計る再生医療に役立てる際の大きな障壁となっている。ヌクレオステミン遺伝子の導入によって細胞周期を回転させ、多くの細胞数を得ることが可能となれば、再生医療への実用化に寄与できると考えられる。
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