Idタンパク質

Idタンパク質（アイディータンパクしつ、）は、塩基性ヘリックスループヘリックス（bHLH）型転写因子とヘテロ二量体を形成し、bHLH転写因子のDNA結合を阻害するタンパク質からなるファミリーである。Idタンパク質にはHLH型二量体化ドメインは存在するが、塩基性DNA結合ドメインを欠いており、そのためbHLH転写因子とヘテロ二量体化することで転写因子のDNA結合が阻害される。

同定された最初のヘリックスループヘリックス型タンパク質は、配列に結合することからEタンパク質（E proteins）と命名された。Eタンパク質はbHLHファミリーの中でもクラスIに分類されるもので、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する。正常な発生過程では、Eタンパク質は他のbHLH転写因子と二量体を形成し、転写を駆動する。Idタンパク質は胚性幹細胞に高度に発現しているが、分化した成体細胞では発現していない。しかしながら、Idタンパク質は多くの種類のがんで過剰発現していることが示唆されている。がん細胞ではIdタンパク質がEタンパク質に結合することで転写因子との二量体形成が妨げられ、これらによって駆動されていた転写は不活性となる。

ヒトでは、ID1、、、の4種類のIdタンパク質が存在している。ショウジョウバエではIdタンパク質のホモログはEmc（Extramacrochaetae）と呼ばれ、細胞増殖、中腸などの器官の形成、翅の発生を調節している。Idタンパク質はがん細胞で過剰発現している一方で分化した成体細胞では発現していないため、がんの全身療法において大部分の正常細胞の機能を阻害することなく作用する治療標的としての可能性がある。Idタンパク質が過剰発現しているがんとしては、ID1は膵がん、乳がん、前立腺がんで過剰発現しており、ID2は神経芽腫、ユーイング肉腫、頭頸部扁平上皮がんでアップレギュレーションされていることが示されている。

 機能 
Idタンパク質は発生過程における重要な調節因子であり、幹細胞の時期尚早な分化を妨げる機能を果たしている。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、Idタンパク質は発生過程における幹細胞の分化のタイミングを調節している。Idタンパク質の発現の増大は、胚性幹細胞と成体幹細胞の双方で観察される。また、Idタンパク質は細胞周期の進行を促進し、細胞老化を遅らせ、細胞遊走の促進を補助する。分化した細胞でのIdタンパク質の調節の異常は、発がんに寄与する場合がある。一般的に、Idタンパク質はがんタンパク質として機能する。Idタンパク質が過剰発現すると、細胞増殖が亢進し、細胞は成長因子の枯渇に対する感受性を喪失する。神経細胞では、Idタンパク質の発現上昇によって軸索伸長の停止が阻害される。またノックアウトマウスのデータからは、Idタンパク質が心臓発生に必要不可欠であることが示されている。がんにおけるIdタンパク質やその役割については一部議論があるが、大部分の種類の腫瘍で過剰発現が観察される。一方でいくつか例外もあり、脳腫瘍ではID1の発現上昇は予後良好と相関しており、大腸がんではID4の発現低下が予後不良と関連している。

 種類 
ヒトでは、4種類のIdタンパク質（ID1、、、）が発現している。

ID1は、腫瘍の成長や血管新生に重要なの標識に有用であることが示されている。また、ID1を標的とすることで腫瘍の成長が低下することが示されている。そのため、ID1は新たながん治療の開発に利用される可能性がある。 

マウスにおいてIdタンパク質をコードする各遺伝子をノックアウトした際の表現型に関する多くの研究をまとめた総説が発表されている。Id1をノックアウトした際にはT細胞の遊走の欠陥が観察される。Id2のノックアウトでは25%のマウスが周産期致死となる。生まれたマウスはリンパ節を欠き、乳腺の増殖の欠陥を示す。Id3のノックアウトでは一般的に正常な発生が観察されるが、B細胞の増殖に欠陥を有する。Id4をノックアウトしたマウスでは、神経の欠陥と時期尚早な分化が観察される。Id1とId3をともにノックアウトしたマウスは、脳出血と心臓発生の異常のために胎生致死となる。

 出典 

 外部リンク 


Category:タンパク質ファミリー