プロテインキナーゼC(PKC)は、生体内の情報伝遣系の中枢を占めるセリン/スレオニンリン酸化酵素で、細胞の増殖、分化、分泌などの基本的な生命現象に深く関与していると考えられている。細胞をホルモンや増殖因子などで刺激すると、受容体と共役したG蛋白質を介してホスホリパーゼC(PLC)が活性化され、細胞内のイノシトールリン脂質代謝が昂進する。その結果生じたジアシルグリセロール(DG)やイノシトール三リン酸(IP3)によって動員されたカルシウムなどのセカンドメッセンジャーでPKCは活性化される。刺激に対する応答として、PKCは細胞質から生体膜への移行(トランスロケーション)、細胞内からの消失(ダウンレギュレーション)、SDS-PAGE上での移動度の減少(バンドシフト)などの挙動を示すことがあり、これらの現象はアイソザイム特異的に起こることからPKCの活性化の指標と考えられている。

　分子生物学的な解析から、現在までに10種類以上のアイソザイムが発見されており、一次構造と活性化因子依存性によって3つのサブファミリー、cPKC(カルシウム/ジアシルグリセロール依存性)、nPKC(カルシウム非依存性、ジアシルグリセロール依存性)、aPKC(カルシウム/ジアシルグリセロール非依存性)に分類されている。各アイソザイムは組織や細胞で異なった分布や発現量を示し、ホルモンや増殖因子などに対しての応答も様々であることから、細胞内で各アイソザイムが固有の役割をはたしていることが想像されるが不明な点が多い。

　ラット下垂体由来GH4C1細胞では6種類のPKC(cPKC:,;nPKC:,,;aPKC:)が発現している。この細胞は、甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン(TRH)によってプロラクチン(PRL)を分泌する。TRHの刺激によって、、、、が膜へ移行するが、これらのアイソザイムのうち、nPKCのみが選択的にダウンレギュレーションを受ける。また、nPKCを通伝子導入によって高発現させた細胞ではTRHによるPRLの分泌の昂進が見られることから、nPKCがPRLの分泌過程に重要であると考えられている。

　本研究では、細胞内情報伝遣系におけるPKCのダウンギュレーションの生理的意義を明らかにするため、GH4C1細胞を用いて、nPKCの選択的消失の機構について解析し、更にPRLの分泌過程におけるnPKCのダウンレギュレーションの意義について検討した。

　本研究で、各種プロテアーゼ阻害剤を用いた結果から、nPKCのダウンレギュレーショシにカルパインが関与していることが示唆された。TRH刺激によって、nPKCのダウンレギュレーションが顕著に認められる時期に一致してm-カルパインの膜への移行が認められた。また、カルパインの阻害蛋白質であるカルパスタチンの質的、量的変化も認められた。これらの結果は、カルパインーカルパスタチン系がTRHの情報伝達系の構成成分であり、生体膜において、両者が共同してnPKCのダウンレギュレーションを厳密に制御していると考えられる。

　PKCは試験管内ではカルパインによって限定分解され、制御領域とキナーゼ領域を連結する部位が切断される。生じたキナーゼ領域(PKM)は単独で活性化因子非依存性のキナーゼ活性を持つ。PKCが生体膜で活性化されるのに対し、PKMは膜を離れても活性を持つので、インタクトなキナーゼがリン酸化しない細胞質の蛋白質を基質とすることができる。PKMはGH4C1細胞内では検出されなかったが、これは細胞内でのPKMの分解が速すぎて検出できなかったのか、あるいは、生理的刺激によるnPKCのカルパインによる限定分解が試験管内とは異なる部位で起こるのかは不明である。ダウンレギュレーションは役割を果たした酵素の単なる分解過程であるのか、PKMを産生する過程であるのか結論が出ていない。本研究ではTRHによるPRLの分泌過程において、nPKCのダウンレギュレーションの阻害はTRHによって誘導されるPRLの蛋白質合成を介した分泌を抑制する事を示した。この結果は、PKCのダウンレギュレーションがPRLのmRNAレベルの翻訳促進のシグナルである可能性を示唆するものであり、特定のキナーゼ活性の消失ということが情報伝達系におけるシグナルの一つである可能性を示すことができたと考える。

　今後、ダウンレギュレーションの分子レベルでの機構とPRL分泌過程における意義を明らかにするためには、キナーゼ活性や活性化因子依存性を変化させた変異遺伝子を用いるなどの解析が必要と思われる。