T lymphocyte activation and interleukin-2 (IL-2) production require at least two signals, generated by phorbol ester (TPA) and Ca2+ ionophore or costimulation of the T cell receptor (TCR) and the CD28 auxiliary receptor. We investigated how these stimuli affect mitogen activated protein (MAP) kinases. Full activation of the MAP kinases that phosphorylate the Jun activation domain, JNK1 and JNK2, required costimulation of T cells with either TPA and Ca2+ ionophore or antibodies to TCR and CD28. Alone, each stimulus resulted in little or no activation. Similar to its effect on IL-2 induction, cyclosporin A (CsA) inhibited the synergistic activation of JNK, and a competitive inhibitor of Jun phosphorylation by JNK inhibited IL-2 promoter activation. By contrast, the MAP kinases ERK1 and ERK2 were fully activated by TPA or TCR stimulation and were not affected by Ca2+, CD28, or CsA. Hence, integration of signals that lead to T cell activation occurs at the level of JNK activation.

Chronic myelogenous leukemia (CML) is a human disease associated with a consistent chromosomal translocation that results in sequences from the c- abl locus on chromosome 9 being fused to sequences in a breakpoint cluster region ( bcr ) on chromosome 22. CML cells have two novel products: an 8.5-kilobase RNA transcript containing both abl and bcr and a 210-kilodalton phosphoprotein (P210) recognized by v- abl -specific antisera. To test whether the P210 is the product of the novel 8.5-kilobase bcr / abl fusion transcript, antibodies were prepared against c- abl and bcr determinants. By using these reagents and v- abl -specific antisera, it was demonstrated that the P210 in CML cells is indeed the protein product of the 8.5-kilobase transcript. By analogy to the gag / abl fusion protein of Abelson murine leukemia virus, the replacement of amino terminal c- abl sequences by bcr sequences in P210 may create a transforming protein involved in CML. A 190-kilodalton phosphoprotein that is a candidate for the normal bcr protein was identified in both HeLa and K562 cells.

The Wnt pathway controls numerous developmental processes via the β-catenin–TCF/LEF transcription complex. Deregulation of the pathway results in the aberrant accumulation of β-catenin in the nucleus, often leading to cancer. Normally, cytoplasmic β-catenin associates with APC and axin and is continuously phosphorylated by GSK-3β, marking it for proteasomal degradation. Wnt signaling is considered to prevent GSK-3β from phosphorylating β-catenin, thus causing its stabilization. However, the Wnt mechanism of action has not been resolved. Here we study the regulation of β-catenin phosphorylation and degradation by the Wnt pathway. Using mass spectrometry and phosphopeptide-specific antibodies, we show that a complex of axin and casein kinase I (CKI) induces β-catenin phosphorylation at a single site: serine 45 (S45). Immunopurified axin and recombinant CKI phosphorylate β-catenin in vitro at S45; CKI inhibition suppresses this phosphorylation in vivo. CKI phosphorylation creates a priming site for GSK-3β and is both necessary and sufficient to initiate the β-catenin phosphorylation–degradation cascade. Wnt3A signaling and Dvl overexpression suppress S45 phosphorylation, thereby precluding the initiation of the cascade. Thus, a single, CKI-dependent phosphorylation event serves as a molecular switch for the Wnt pathway.

The nuclear translocation of NF-kappa B follows the degradation of its inhibitor, I kappa B alpha, an event coupled with stimulation-dependent inhibitor phosphorylation. Prevention of the stimulation-dependent phosphorylation of I kappa B alpha, either by treating cells with various reagents or by mutagenesis of certain putative I kappa B alpha phosphorylation sites, abolishes the inducible degradation of I kappa B alpha. Yet, the mechanism coupling the stimulation-induced phosphorylation with the degradation has not been resolved. Recent reports suggest a role for the proteasome in I kappa B alpha degradation, but the mode of substrate recognition and the involvement of ubiquitin conjugation as a targeting signal have not been addressed. We show that of the two forms of I kappa B alpha recovered from stimulated cells in a complex with RelA and p50, only the newly phosphorylated form, pI kappa B alpha, is a substrate for an in vitro reconstituted ubiquitin-proteasome system. Proteolysis requires ATP, ubiquitin, a specific ubiquitin-conjugating enzyme, and other ubiquitin-proteasome components. In vivo, inducible I kappa B alpha degradation requires a functional ubiquitin-activating enzyme and is associated with the appearance of high molecular weight adducts of I kappa B alpha. Ubiquitin-mediated protein degradation may, therefore, constitute an integral step of a signal transduction process.

Ectopic lymphoid-like structures (ELSs) are often observed in cancer, yet their function is obscure. Although ELSs signify good prognosis in certain malignancies, we found that hepatic ELSs indicated poor prognosis for hepatocellular carcinoma (HCC). We studied an HCC mouse model that displayed abundant ELSs and found that they constituted immunopathological microniches wherein malignant hepatocyte progenitor cells appeared and thrived in a complex cellular and cytokine milieu until gaining self-sufficiency. The egress of progenitor cells and tumor formation were associated with the autocrine production of cytokines previously provided by the niche. ELSs developed via cooperation between the innate immune system and adaptive immune system, an event facilitated by activation of the transcription factor NF-κB and abolished by depletion of T cells. Such aberrant immunological foci might represent new targets for cancer therapy.