DNA結合/分化阻害タンパク質( IDタンパク質 とも呼ばれる)は、基本ヘリックスループヘリックス (bHLH)転写因子 とヘテロ二量体を形成し、bHLHタンパク質のDNA 結合を阻害するタンパク質 のファミリーである。 [ 1 ] IDタンパク質はHLH二量体化ドメインも含むが、基本DNA結合ドメインを欠いているため、bHLHタンパク質とヘテロ二 量体を形成する とbHLH転写因子を調節する。[ 2 ] 最初に同定されたヘリックスループヘリックスタンパク質は、エフルッシボックス(Eボックス)配列に結合することからEタンパク質と名付けられた。[ 3 ] 正常な発生では、Eタンパク質は他のbHLH転写因子と二量体を形成し、転写が起こる。しかし、癌表現型では、IDタンパク質はEタンパク質に結合することで転写を調節できるため、二量体が形成されず、転写が不活性化される。[ 1 ] Eタンパク質はクラスI bHLHファミリーのメンバーであり、クラスIIのbHLHタンパク質と二量体を形成して転写を調節します。[ 4 ] ヒトにはID1、ID2、ID3、ID4の4つのIDタンパク質が存在します。ショウジョウバエ のID相同遺伝子はextramacrochaetae (EMC)と呼ばれ、DNA結合ドメインを欠くヘリックスループヘリックスファミリーの転写因子をコードしています。EMCは細胞増殖、中腸などの器官の形成、および翅の発達を調節します。[ 5 ] IDタンパク質は胚性幹細胞で高発現していますが、分化した成体細胞では発現していないため、ほとんどの正常細胞の機能を阻害することなく全身性癌治療の潜在的な標的となる可能性があります。[ 6 ] IDタンパク質は多くの種類の癌で過剰発現していることが示唆されています。たとえば、ID1は膵臓癌、乳癌、前立腺癌で過剰発現しています。 ID2は神経芽腫 、ユーイング肉腫、頭頸部扁平上皮癌で発現が亢進している。[ 6 ]
関数 IDタンパク質は発生の重要な調節因子であり、 幹細胞 の早期分化を 防ぐ働きをします。[ 7 ] IDタンパク質は分化を促進するEタンパク質二量体の形成を阻害することで、発生中の幹細胞の分化のタイミングを調節することができます。[ 8 ] 胚性幹細胞と成体幹細胞ではIDの発現が増加します。IDタンパク質は細胞周期の進行を促進し、老化を遅らせ、細胞の移動を 促進します。[ 9 ] 対照的に、分化細胞におけるIDタンパク質の不適切な調節は腫瘍形成 に寄与する可能性があります。[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] 一般的に、IDは癌遺伝子として機能します。IDタンパク質が過剰発現すると、細胞増殖が促進され、細胞は成長因子の枯渇に対して感受性を失います。[ 11 ] ニューロン におけるIDタンパク質の発現は、ニューロン軸索の成長を停止させ、ニューロンの伸長を可能にします。[ 13 ] ノックアウトマウスの データは、ID遺伝子が心臓の発達に不可欠であることを示しています。[ 14 ] IDタンパク質とその癌における役割については議論があるが、ほとんどの腫瘍タイプで過剰発現が見られる。[ 8 ] いくつかの例外があり、たとえば、脳腫瘍におけるID1発現の増加は予後の改善と相関しているが、結腸癌および直腸癌におけるID4発現の減少は予後不良と関連している。[ 8 ] IDタンパク質はEタンパク質に結合し、bHLHタンパク質との結合を阻害して転写を停止させることができ、これは癌表現型でよく見られるケースである。[ 1 ]
サブタイプ ヒトは4種類のIdタンパク質(ID1 、ID2 、ID3 、ID4 と呼ばれる)を発現する。
Cancer Research誌(2010年8月)に掲載された最近の論文では、ID1が腫瘍の増殖と血管新生に重要な内皮前駆細胞の マーカーとして使用できることが示されています。この論文では、ID1を標的とすることで腫瘍の増殖が減少することが実証されています。したがって、ID1は新しい癌治療法の設計に使用できる可能性があります。[ 15 ]
Perk、Iavarone、およびBenezra(2005)は15の研究をレビューし、マウスで各ID遺伝子をノックアウトしたときの表現型効果のリストをまとめた。[ 1 ] ID1をノックアウトすると、T細胞遊走の欠陥が見られた。ID2をノックアウトすると、マウスの25%が周産期に死亡し、生まれたマウスはリンパ節がなく、乳腺増殖の欠陥を示した。一般的に、ID3をノックアウトしたマウスでは正常な発達が見られたが、B細胞増殖の欠陥があった。ID4を欠損したマウスでは、神経系の欠陥と早期分化が見られた。ID1とID3の両方をノックアウトすると、脳出血と心臓発達の異常により胚性致死となった。[ 1 ]
参考文献 1 2 3 4 5 Perk J、Iavarone A、Benezra R (2005 年 8 月)。「がんにおける Idファミリー のヘリックス ループ ヘリックス タンパク質」。Nature Reviews. Cancer . 5 (8): 603–14 . doi : 10.1038/nrc1673 . PMID 16034366. S2CID 19850793 . ↑ Pagliuca A、Bartoli PC、Saccone S、Della Valle G、Lania L (1995 年 5 月)。「染色体 6p21.3-p22 上の新規優性負性ヘリックスループヘリックスヒト遺伝子 ID4 の分子クローニング 」 。Genomics。27 ( 1 ) : 200–3。doi : 10.1006 / geno.1995.1026。PMID 7665172 。 ↑ Wang LH、Baker NE (2015)。 「 Eタンパク質 と IDタンパク質:発生と疾患におけるヘリックス-ループ-ヘリックスのパートナー」 。Dev Cell。35 ( 3 ) : 269–80。doi : 10.1016 / j.devcel.2015.10.019。PMC 4684411。PMID 26555048 。 ↑ Kondo M, Cubillo E, Tobiume K, Shirakihara T, Fukuda N, Suzuki H, Shimizu K, Takehara K, Cano A, Saitoh M, Miyazono K (2004 年 10 月). "TGF-β 誘導上皮間葉転換の制御における Id の役割" . Cell Death and Differentiation . 11 (10): 1092– 101. doi : 10.1038/sj.cdd.4401467 . hdl : 2297/15884 . PMID 15181457 . ↑ Brody TB (1998). "The interactive fly: Extra macrochaetae" . 1 2 Fong S、 Debs RJ、Desprez PY (2004 年 8 月)。「がん治療における有望 な 標的としての Id 遺伝子とタンパク質」。 分子 医学の動向 。10 (8): 387–92。doi : 10.1016 /j.molmed.2004.06.008。PMID 15310459 。 ↑ 横田 裕(2001年12月) 「Idと発生」 . Oncogene . 20 (58): 8290–8 . doi : 10.1038/sj.onc.1205090 . PMID 11840321 . 1 2 3 Lasorella A、Benezra R、Iavarone A (2014 年 2 月)。「ID タンパク質: がん幹細胞と腫瘍の悪性度を制御するマスターレギュレーター」。Nature Reviews . Cancer . 14 (2): 77–91 . doi : 10.1038/nrc3638 . PMID 24442143. S2CID 31055227 . ↑ Ling F, Kang B, Sun XH (2014). "Idタンパク質:小さな分子、強力な調節因子". Current Topics in Developmental Biology . 110 : 189–216 . doi : 10.1016/B978-0-12-405943-6.00005-1 . PMID 25248477 . ↑ ベネズラ R、ラフィー S、ライデン D (2001 年 12 月)。 「Idタンパク質と血管新生」 。 がん遺伝子 。 20 (58): 8334–41 . 土井 : 10.1038/sj.onc.1205160 。 PMID 11840326 。 S2CID 7533233 。 1 2 Lasorella A 、 Uo T、Iavarone A ( 2001 年12 月 )。 「発生と癌の交差点にあるIdタンパク質」 。Oncogene。20 ( 58 ): 8326–33。doi : 10.1038/sj.onc.1205093。PMID 11840325 。 ↑ Zebedee Z、Hara E( 2001 年12 月 )。 「細胞周期制御と細胞老化におけるIdタンパク質」 。Oncogene。20 ( 58 ): 8317–25。doi : 10.1038 /sj.onc.1205092。PMID 11840324 。 ↑ Iavarone A、Lasorella A(2006年12月)。「IDタンパク質 は癌 の 標的であり、神経生物学のツール で ある 」。 分子医学の動向 。12 (12): 588–94。doi : 10.1016/j.molmed.2006.10.007。PMID 17071138 。 ↑ Cunningham TJ、Yu MS、 McKeithan WL、Spiering S、Carrette F、Huang CT、et al. (2017年7月)。 「 Id 遺伝子 は 初期心臓形成に不可欠である」 。Genes & Development。31 ( 13): 1325– 1338。doi : 10.1101/ gad.300400.117。PMC 5580654。PMID 28794185 。 ↑ Mellick AS、Plummer PN、Nolan DJ、Gao D、Bambino K、Hahn M、Catena R、Turner V、McDonnell K、Benezra R、Brink R、Swarbrick A、Mittal V (2010年9月)。 「DNA結合1の転写因子阻害剤を使用して内皮前駆細胞 を 選択的に標的とすることで、腫瘍血管新生と増殖 を 阻害する新しい戦略が提供される」 。Cancer Research。70 ( 18 ): 7273–82。doi : 10.1158 / 0008-5472.CAN- 10-1142。PMC 3058751。PMID 20807818 。
外部リンク 米国国立医学図書館の 医学主題見出し (MeSH)における 「分化阻害タンパク質」