女性性殖器官に特異的な新規マトリックスメタロプロテアーゼMIFRの機能解析

• Project/Area Number: 11240201
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 大西 淳之 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助手 (40261276)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 澤 洋文 北海道大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (30292006) ; 大西 英理子 (瀧本 英理子) 北海道大学, 大学院・医学研究科, 客員研究員 ; 松本 健一 北海道大学, 大学院・薬学研究科, 助教授 (30202328) ; 大西 英里子 (瀧本 英里子) 日本学術振興会, 大学院・医学研究科, 特別研究員
• Project Period (FY): 1999 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥37,100,000 (Direct Cost: ¥37,100,000); Fiscal Year 2003: ¥6,200,000 (Direct Cost: ¥6,200,000); Fiscal Year 2002: ¥6,600,000 (Direct Cost: ¥6,600,000); Fiscal Year 2001: ¥6,800,000 (Direct Cost: ¥6,800,000); Fiscal Year 2000: ¥8,500,000 (Direct Cost: ¥8,500,000); Fiscal Year 1999: ¥9,000,000 (Direct Cost: ¥9,000,000)
• Keywords: 卵巣 / 酵素 / シグナル伝達 / 発現制御 / 発生・分化 / MMP-23 / ECM分解 / 顆粒膜細胞 / 排卵 / 閉鎖卵胞 / MIFR / ラット卵巣 / 初代培養細胞 / 転写 / PI3キナーゼ / アポトーシス / 莢膜・間質細胞 / 免疫組織化学染色 / ゴナドトロピン / メタロプロテアーゼ / MMPs / Reprodase / 子宮 / 輸卵管

Research Abstract

組換え体ヒトMMP-23を作製し、293細胞で発現させたところ、MMP-23は2型の膜タンパクとして合成され、細胞内においてfurin様プロセシング酵素により切断されて分泌型へ変換された。この際、furinの膜結合領域を削除するとMMP-23のプロセシングが亢進しないことから、細胞内におけるMMP-23のプロセシングは膜上で行われる必要があることが示唆された。培養培地より組換え体MMP-23を精製し、その酵素としての特性を調べたところ、組換え体MMP-23は熱変性タイプIおよびIVコラーゲンを限定分解する活性を示したが、フィブロネクチン、ラミニン、ビトロネクチン、テネイシン、フィブリノーゲン、α1-アンチトリプシンに対して何ら切断活性を示さなかった。また組換え体MMP-23によるタイプIゼラチンの切断様式は他のMMP分子(MMP-2とMMP-14)とは異なる切断様式を示した。次にMMP-23の生理的な機能を検討するために、抗MMP-23中和抗体をラット卵巣の被膜下に注入したところ、正常血清を注入したラットや未処理のコントロールラットと比較して有意に排卵が阻害された。このことはMMP-23には他のMMP分子とは異なる基質特異性があり、排卵過程においてその酵素活性が関与していることを示している。
初代培養系ラット顆粒膜細胞を用いて、卵胞刺激ホルモン(FSH)によるMMP-23の転写抑制機序について解析を行った。FSHの作用により細胞内のサイクリックAMP産生が促進され、その結果、Aキナーゼとホスファチジルイノシトール3リン酸キナーゼ(PI3キナーゼ)の両者が活性化されることがMMP-23の転写抑制に必須であるが、更にPI3キナーゼの下流に位置するAktが関与することを新たに見出した。しかし、顆粒膜細胞内で単独にPI3キナーゼ/Aktの経路を活性化させてもMMP-23の転写抑制は起こらないことから、この転写調節には同時にAキナーゼからのシグナル伝達が活性化されている必要があることが判明した。

Research Products

• [Publications] Ohnishi, J.: "Activity of an enzyme converting single-chain tissue-type plasminogen Activator to the two-chain form in preovulatory human follicular fluid"Mol.Reprod.Dev.. 67. 178 (2004)
• [Publications] Ohnishi, J.: "Proteinase roles in ovulation"Biochim Biophys Acta proteins and proteomics special issue "Proteolysis". (In press). (2004)
• [Publications] Ohnishi, J.: "Cloning and characterization of a rat ortholog of MMP-23 (matrix metalloproteinase-23), a unique type of membrane-anchored matrix metalloproteinase and conditioned switching of its expression during the ovarian follicular development"Molecular Endocrinology. 15(5). 747-764 (2001)
• [Publications] Matsumoto, K.: "Tumour invasion and metastasis are promoted in mice deficient in tenascin-X"Genes to Cells. 6(12). 1101-1111 (2001)
• [Publications] Ohnishi, J.: "Conditioned switching of matrix metalloproteinase-23 expression during the ovarian follicular development"The Keio Journal of Medicine. 50(Sup3). 50 (2001)
• [Publications] 大西淳之: "Cloning and characerization of a rat ortholog of MMP-23, a unique type of membrane anchored matrix metalloproteinase and conditioned switching of its expression during the ovarian follicle development"Molecular Endocrinology. May(印刷中). (2001)