行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
p53 相關蛋白 WOX1 在神經發育與傷害病變中扮演的角色
計畫類別： 個別型計畫 計畫編號： NSC92-2320-B-006-079- 執行期間： 92 年 08 月 01 日至 93 年 07 月 31 日 執行單位： 國立成功大學解剖學科(所) 計畫主持人： 陳淑姿 共同主持人： 張文粲 計畫參與人員： 研究生 (羅振鵬 陳秀怡) 報告類型： 精簡報告 處理方式： 本計畫可公開查詢中 華 民 國 93 年 8 月 6 日
行政院國家科學委員會補助專題研究計畫
▓ 成 果 報 告
□期中進度報告
計畫名稱:
p53
相關蛋白 WOX1 在神經發育
與傷害病變中扮演的角色
計畫類別：▓ 個別型計畫 □ 整合型計畫
計畫編號： NSC 92－ 2320－ B006－ 079
執行期間： 92 年 08 月 01 日 至 93 年 07 月 31 日
計畫主持人： 陳淑姿
共同主持人：
計畫參與人員：
成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：▓ 精簡報告 □完整報告
本成果報告包括以下應繳交之附件：
□赴國外出差或研習心得報告一份
□赴大陸地區出差或研習心得報告一份
□出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份
□國際合作研究計畫國外研究報告書一份
處理方式：除產學合作研究計畫、提升產業技術及人才培育研究計畫、
列管計畫及下列情形者外，得立即公開查詢
□涉及專利或其他智慧財產權，□一年□二年後可公開查詢
執行單位： 成功大學
中 華 民 國 九十三 年 八 月 五 日
附件一(一)
中文摘要 關鍵詞: WOX1 蛋白，神經發育，細胞死亡，p53蛋白 神經發育與病變死亡過程中許多基因蛋白參與訊息之傳遞，細胞外黏著物質玻尿酸與 玻尿酸酶在組織病變中扮演重要角色。WOX1 (全名為"含 WW-domain 的氧化還原酵素"）為 玻尿酸酶引發之粒線體蛋白，先前有論文指出，WOX1 不僅參與 TNF 之毒殺細胞反應，也可 以降低 Bcl-2 表現並結合 p53 腫瘤抑制因子，以及 JNK（MAPK 活化細胞分裂之蛋白激酶） 共同調控細胞的死亡。目前多數的研究在探討癌症細胞中 WOX1 的基因變異與致癌機制，對 於 WOX1 在正常組織或神經系統的功能，則相當不清楚，由於神經組織在發育過程中，常有 細胞死亡現象，因此我們探討 WOX1 在神經發育時的角色。 利用 WOX1 專一性抗體，我們發現老鼠胚胎發育中期 WOX1 即表現在神經組織，主要分 佈於腦幹與周邊神經，包括背根神經節與神經束，WOX1 的免疫化學反應性並且隨著神經系 統的成熟而逐漸減弱，說明 WOX1 與神經發育密切關聯。在發育中與成熟視網膜上，WOX1 主要分佈於內側網膜細胞，而非光受器細胞，WOX1 磷酸化情況可因為神經傷害而增加，證 明 WOX1 活化對神經細胞死亡可能具有調控作用。p53 表現與 WOX1 並不一致，WOX1 分佈與 表現在 p53 基因去除老鼠的大腦也沒有改變，說明兩分子間功能之差異，此研究結果已經 發表在神經科學期刊: Neuroscience (2004) 124: 831-839。(二) ABSTRACT
WW domain-containing oxidoreductase WOX1, also known as WWOX or FOR, is a proapoptotic protein and a putative tumor suppressor. Hyaluronidases such as PH-20, Hyal-1 and Hyal-2 induce the expression of WOX1, and hyaluronidases and hyaluronan are involved in the embryonic development. In the present study, we document the expression of WOX1 in the developing murine nervous system. Immunohistochemical analysis revealed that WOX1 was differentially expressed in early dividing cells from all three germ layers from embryonic to perinatal stages. In murine fetuses, WOX1 was present prevalently in the brainstem, spinal cord and peripheral nerve bundles, but its expression decreased after birth. In parallel, the expression of WOX1, as determined by Western blotting, was significantly reduced in the brain stem and spinal cord of adult mice. Notably, high levels of WOX1 immunoreactivity was observed in the neural crest-derived structures such as cranial and spinal ganglia and cranial mesenchyme during the late fetal stage. In the adult brain, WOX1 is abundant in the epithelial cells of the choroids plexus and ependymal cells, while a low to moderate level of WOX1 is observed within white matter tracts, such as axonal profiles of the corpus callosum, striatum, optic tract, and cerebral peduncle. WOX1 is shown to mediate apoptosis synergistically with p53 in vitro. Nonetheless, the expression profiles of WOX1 were found to similar in both p53 wild type and knockout mice, suggesting that WOX1 expression is not controlled by p53-mediated gene transcription. Taken together, in this study we have shown the expression and distribution of WOX1 in developing and adult murine nervous system. The potential role of WOX1 in the neuronal differentiation is discussed.
近一年來的重要研究成果簡述如下：
(一) 以神經毒物 kainic acid 與 MPTP，注射大白鼠紋狀體或眼球，也造成神經潰 變及神經物質改變，此項實驗是另一種神經退化性疾病 Parkinson’s disease 的研究模 式，我們先前發現神經膠細胞確實在 APP 與 Bcl-2 之形成及代謝中扮演重要角色， Bcl-2 對多巴胺細胞的保護機制非常可能經由改變 glutathione 抗氧化作用，與 melatonin protection 有相似的調節機制 (Exp. Brain Res. 1999; J. Chem. Neuroanat., 2001; J. Pineal Res. 2002)。老年癡呆症相關的基因蛋白，包括 APP, tau-PHF, aPOE 等在 MPTP-induced 動物模式的表現增加以及出現在神經膠細胞情 形，也顯示兩種退化性疾病病理間的關聯（Neurochem Int., 2002; Biomed. Res. 2002）。利用此研究模式，我們進一步發現，WOX1 參與神經退化性疾病 Parkinson’s disease 並且與 p53/ JNK1 作用引發 Bcl-2/ Caspases family 活化進而調節細胞存 活與死亡，此研究結果正整理中。
(二) 神經細胞分化過程中有許多因子參與，在 NTera 2 cells 人類腫瘤細胞株的 培養基中加入 retinoic acid (RA)可使細胞分化為具有神經標定物之神經細胞， 我們發現細胞分化以及細胞聚集分子 N-cadherin 增減明顯受到蛋白激酶 ERK1/2 (為 mitogen activated protein kinase, MAPK 之一員)之調控，而這些蛋白激酶 在細胞內如何參與訊息之傳遞，也是我與其他實驗室合作並努力發展之領域，結果 已發表於國際會議 (14th
Biennial Meeting of the International Society for Developmental Neuroscience, Sydney, 2002)，full papers 則投稿至 J. Chem.
Neuroanat.。最近研究方向是以 in vitro system 將 WOX1 基因轉殖，可以深入探討 WOX1 在神經細胞發育之機制。
(三) 我們與 Dr. Chang 的合作，利用其純化之抗體探討 WOX1 在神經組織的表現 與功能，我們發現老鼠胚胎 WOX1 分布具專一性，結果已發表於 Neuroscience (2004) 124: 831-839，WOX1 磷酸化出現在受傷害或進行 apoptosis 的細胞，protein 可能 由粒線體移至核中發揮與細胞死亡的功能，在視網膜病變具有重要調節作用，此部 份研究結果近期也將發表於 Neuroscience 期刊 (in press)。
