慢性骨髄増殖性腫瘍（myeloproliferative neoplasm; MPN）の原因遺伝子産物であるチロシンキナーゼJAK2の点変異体 (V617F) は、転写因子STAT5の活性化を介して、形質転換能を示す強力ながん遺伝子産物である。STAT5には、第17番染色体の異なる遺伝子座にコードされるSTAT5AおよびSTAT5Bと呼ばれる二つの分子種が存在する。STAT5AとSTAT5Bは、アミノ酸配列において90%の高い相同性を示すため、同一の機能を有する「双生児分子」であると考えられてきた。しかし、各ノックアウトマウスの所見より、STAT5AとSTAT5Bには機能的な差異が存在することが示唆された。しかし、現在まで、JAK2V617F変異体による発がんシグナルにおけるSTAT5AおよびSTAT5Bの機能の違いについては報告されていない。
本研究では、JAK2V617F変異体発現Ba/F3細胞 (VF-Ba/F3細胞) およびJAK2V617F変異を有するMPN患者由来HEL細胞を用いて、shRNAにより特異的にSTAT5AおよびSTAT5Bをノックダウンすることにより、JAK2変異体による細胞増殖や遺伝子発現に及ぼすSTAT5A、STAT5Bの役割を検討した。VF-Ba/F3細胞やHEL細胞では、STAT5A、STAT5Bが核内に局在しており、STAT5A、STAT5Bが共に活性化されていると考えられた。一方、STAT5Aのノックダウンは、VF-Ba/F3細胞やHEL細胞の増殖能をわずかに抑制しただけであったが、STAT5Bのノックダウンはこれらの細胞の増殖能を顕著に抑制した。また、VF-Ba/F3細胞やHEL細胞において、STAT5の標的遺伝子として知られるc-Myc、Pim、CISのmRNA発現は、STAT5Aのノックダウンによりほとんど変化しなかったが、STAT5Bのノックダウンにより顕著に抑制された。以上の結果より、JAK2変異体による発がん誘導において、STAT5Bの寄与が大きいことが明らかになった。
A point mutant of a tyrosine kinase JAK2 (JAK2 V617F) is the causative gene product of myeloproliferative neoplasm (MPN). JAK2 V617F mutant exhibits potent transforming activity through the activation of the transcription factor STAT5. There are two molecular species in STAT5 called STAT5A and STAT5B, which are encoded at different loci on chromosome 17. STAT5A and STAT5B have been considered to be "twin molecules" with the same function because of their high homology in amino acid sequences. However, the reported phenotype of each knockout mouse suggested that there was a functional difference between STAT5A and STAT5B.
In this study, we initially established the Ba/F3 cells expressing JAK2V617F mutant (VF-Ba/F3 cells) and the MPN patients-derived HEL cells, in which STAT5 or STAT5 was specifically knocked down by each shRNA. Using these cells, we investigated the roles of STAT5A and STAT5 in JAK2V617F mutant-induced cell proliferation and gene expression. In VF-Ba/F3 cells and HEL cells, both STAT5A and STAT5B are localized in the nucleus, suggesting that both STAT5A and STAT5B are activated in these cells. On the other hand, the knockdown of STAT5A only slightly suppressed the proliferation of these cells, whereas the knockdown of STAT5B markedly suppressed them. In VF-Ba / F3 cells and HEL cells, the mRNA expression of c-Myc, Pim, and CIS, which are known as STAT5 target genes, was hardly changed by the knockdown of STAT5A, but was remarkably suppressed by the knockdown of STAT5B. These results suggest that that STAT5B but not STAT5A contributed significantly to the JAK2V617F mutant-induced transforming activity.
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