高分子量と低分子量の塩基性線維芽細胞成長因子の機能比較

Functional comparison of high and low molecular weight basic fibroblast growth factors.

抄録

酸性電解機能水（FW）は、塩化ナトリウム溶液を電気分解することで得られる。ヒト線維芽細胞株HeLaをFWで刺激すると、塩基性線維芽細胞成長因子（bFGF）の分泌が増強される。免疫沈降法とウエスタンブロット法により、bFGFの高分子量と低分子量の両方のアイソフォームがFW処理に応じて分泌されることが明らかになった。細胞内でのbFGFの局在を調べるために、細胞分画法を行った。これらのタンパク質のN末端部分には核局在化シグナルが存在するにもかかわらず、高分子量アイソフォーム（34, 24, 22.5, 21kDa）は細胞質に局在していた。FW刺激により、細胞質内に局在するアイソフォームの量は激減し、34kDaのアイソフォームはDNase感受性の高い画分に局在することが確認され、核への付着が弱いことが示唆された。一方、24kDaのアイソフォームは、FW刺激を受けても核内に留まっていた。さらに、34kDaと18kDaのアイソフォームの機能的な違いを調べた。チャイニーズハムスター卵巣細胞に、各アイソフォームの発現プラスミドをトランスフェクトした。それぞれのトランスフェクタントをFWで処理することにより、両アイソフォームは培養上清に正常に分泌された。この培養上清でHeLa細胞を刺激すると、血管内皮細胞増殖因子（VEGF）の分泌が促進された。さらに、これらのアイソフォームの機能性を確認するために、in vitroでの転写・翻訳反応を行ったところ、いずれのアイソフォームもHeLa細胞からVEGFの分泌を誘導した。以上の結果から、高分子量34kDaのアイソフォームと低分子量18kDaの成熟bFGFアイソフォームは、VEGFの誘導に同じ役割を果たしていることが明らかになった。

Acid-electrolyzed functional water (FW) is obtained through the electrolysis of sodium chloride solution. Stimulation of the human fibroblastic cell line HeLa by FW led to the augmented secretion of basic fibroblast growth factor (bFGF). Immunoprecipitation followed by Western blot analysis revealed that both high and low molecular weight isoforms of bFGF were secreted in response to FW treatment. To explore intracellular bFGF localization, a cell fractionation assay was performed. Despite the presence of nuclear localization signals within the N-terminal portion of these proteins, the high molecular weight isoforms (34, 24, 22.5, and 21 kDa) were localized in the cytoplasm. FW stimulation drastically reduced the amount of intracytoplasmically localized isoforms, and the 34-kDa isoform was found to localize in a DNase-sensitive fraction, suggesting a weak nuclear attachment. By contrast, the 24-kDa isoform remained in the nucleus even after FW stimulation. Functional differences between the 34- and 18-kDa isoforms were examined further. Chinese hamster ovary cells were transfected with expression plasmids for each isoform. By treating each transfectant with FW, both isoforms were secreted successfully into the culture supernatants. Stimulation of HeLa cells with these supernatants resulted in the augmented secretion of vascular endothelial growth factor (VEGF). To further confirm the functionality of these isoforms, an in vitro transcription/translation reaction was performed; both of the isoforms induced VEGF secretion from HeLa cells. Taken together, these results indicate that the high molecular weight 34-kDa isoform and low molecular weight 18-kDa mature bFGF isoform have identical roles in VEGF induction.