ジーンターゲテイングによる膜型マトリックスメタロプロテアーゼの生物学的機能解析

• Project/Area Number: 11240202
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 梁 幾勇 (2001-2003) 東京大学, 医科学研究所, 講師 (70332583); 岡田 明子 (1999-2000) 東京大学, 医科学研究所, 助手 (00233320)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 梁 幾勇 東京大学, 医科学研究所, 助手
• Project Period (FY): 1999 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥52,900,000 (Direct Cost: ¥52,900,000); Fiscal Year 2003: ¥9,400,000 (Direct Cost: ¥9,400,000); Fiscal Year 2002: ¥11,500,000 (Direct Cost: ¥11,500,000); Fiscal Year 2001: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥10,400,000); Fiscal Year 2000: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥10,400,000); Fiscal Year 1999: ¥11,200,000 (Direct Cost: ¥11,200,000)
• Keywords: マトリックスメタロプロテアーゼ / ジーンターゲテイング / ノックアウトマウス / 細胞・組織 / 発生・分化 / 膜型マトリックスメタロプロテアーゼ / ジーンターゲティング / LacZ遺伝子 / 生理的機能 / MT1-MMP / MT4-MMP / MT5-MMP / LacZ 遺伝子 / 染色体位置

Research Abstract

MT1-MMP遺伝子は、癌の進展に重要な役割を演ずることが示唆されている。一方、同遺伝子欠損マウスには重篤な骨化不全が生じ、コラーゲン基質への血管新生にも影響を与えることが示唆されている。このように、様々な細胞のコラーゲン関連基質内への浸潤性移動、およびそこでの増殖に関わると考えられる。本研究期間において我々は、MDCK細胞が癌遺伝子;Srcの導入によりコラーゲンゲル内への浸潤性を示すようになり、このときMT1-MMP発現上昇を伴うことを見出した。さらにMT1-MMP遺伝子プロモーター内にsrc結合領域を同定した。また、MT1-MMP遺伝子は、複数のホモオリゴマーとして細胞膜に局在することでMMP-2の活性化能を高め、ゲラチンへの浸潤性を高めることを報告した。また、このオリゴマー形成に与るヘモペキシン領域(HPX)を強発現させると、MMP-2の活性化が抑制されると共に、ゲラチン浸潤活性も阻害されることを報告した。6種類存在するMT-MMPのうち、MT4-MMPおよびMT6-MMPは、MT-MMPのうち特異な膜結合様式(GPIアンカー型)を示すことを報告した。またMT6-MMPは、血清内のクラスタリンと結合し、活性がマスクされた状態にあることが見出された。一方、MT5-MMPは、大脳、小脳、海馬を中心に神経系で特に高い発現を示すが、我々は、脊髄後根神経節(DRG)細胞を用いた神経軸索伸長のモデルにおいて、この軸索伸長はラミニンコート上で誘導され、脳特異的な基質であるヘパリン結合性プロテオグリカンの存在下では抑制され、さらにはこのプロテオグリカン上に外来性に活性型MT5-MMP(可溶型)を添加することで再び軸策伸長が再誘導されることを見出した。加えて、同ノックアウトマウスを用いたマウス坐骨神経結紮モデルにおいて、MT5-MMPが神経可塑性に関わることを報告した。

Research Products

• [Publications] 小森 潔: "Absence of mechanical allodynia and Abeta-fiber sprouting after sciatic nerve injury in mice lacking membrane-type 5 matrix metalloproteinase"FEBS Letter. 557・1-3. 125-128 (2004)
• [Publications] 松田 明: "Clusterin, an abundant serum factor, is a possible negative regulator of MT6-MMP/MMP-25 produced by neutrophils"Journal of Biological Chemistry. 278・38. 36350-36357 (2003)
• [Publications] 早下裕美: "Membrane-type 5 matrix metalloproteinase is expressed in differenciated neurons and regulates axonal growth"Cell Growth and Differentiation. 12・11. 573-580 (2001)
• [Publications] 車 喜載: "Identification cis-acting elements that support expression of membrane-type 1 matrix metalloproteinase(MT1-MMP)in v-src transfected MDCK cells"Clinical and Experimental Metastasis. 18・8. 675-681 (2000)
• [Publications] 梶田昌裕: "Human membrane type-4 matrix metalloproteinase is encoded by a novel major transcript : isolation of complementary DNA clones for human and mouse MT4-MMP transcripts"FEBS Letter. 457・3. 353-356 (1999)
• [Publications] 伊東義文: "Membrane Type 4 Matrix Metalloproteinase(MT4-MMP, MMP-17)Is a Glycosylphosphatidylinositol-anchored Proteinase"Journal of Biological Chemistry. 274・48. 34260-34266 (1999)
• [Publications] 早下裕美: "Membrane-type 5 matrix metalloproteinase is expressed in differenciated neurons and regulates axonal growth"Cell Growth and Differentiation. 12. 573-580 (2001)
• [Publications] 車 喜載: "Identification cis-acting elements that support expression of membrane-type 1 matrix metalloproteinase(MT1-MMP) in v-src transfected MDCK cells"Clinical and Experimental Metastasis. 18. 675-681 (2001)
• [Publications] 梶田昌裕: "Membrane-type I Matrix Metalloproteinase Cleaves CD44 and Promotes Cell Migration"Journal of Cell Biology. 153・5. 893-904 (2001)
• [Publications] 梶田昌裕: "Human membrane type-4 matrix metalloproteinase (MT4-MMP) is encoded by a novel major transcript : isolation of complementary DNA clones for human and mouse MT4-MMP transcripts"FEBS Letter. 457(3). 353-356 (1999)
• [Publications] 伊東義文: "Membrane Type 4 Matrix Metalloproteinase (MT4MMP, MMP-17) Is a Glycosylphosphatidylinositol-anchored Proteinase"Journal of Biological Chemistry. 274・48. 34260-34266 (1999)
• [Publications] 早下裕美: "Membrane-type 5 matrix metalloproteinase is expressed in differenciated neurons and reguiates axonal growth"Cell Growth and Differentiation. 12. 573-580 (2001)
• [Publications] 車 喜載: "Identification cis-acting elements that support expression of membrane-type 1 matrix metalloproteinase(MT1-MMP) in v-src transfected MDCK cells"Clinical and Experimental Metastasis. 18. 675-681 (2001)
• [Publications] 梶田昌裕: "Membrane-type I Matrix Metalloproteinase Cleaves CD44 and Promotes Cell Migration"Journal of Cell Biology. 457・3. 893-904 (2001)
• [Publications] 梶田昌裕: "Human membrane type-4 matrix metalloproteinase (MT4-MMP) is encoded by a novel major transcript : isolation of complementary DNA clones for human and mouse MT4-MMP transcripts"FEBS Letter. 457(3). 353-356 (1999)
• [Publications] 伊東義文: "Membrane Type 4 Matrix Metalloproteinase (MT4-MMP, MMP-17) Is a Glycosylphosphatidylinositol-anchored Proteinase"Journal of Biological Chemistry. 274・48. 34260-34266 (1999)
• [Publications] Kinoh H: "Assignment (1) of the genes for membrane-type-4 matrix metalloproteinase (Mmp17,MMP17) to mouse chromosome 5, human chromosome band 12q24.3 and membrane-type-5 matrix metalloproteinase (Mmp24,MMP24) to mouse chromosome 2 and human chromosome band 20q112 q12 respectively by radiation hybrid and in situ hybridization"Cytogenet Cell Genet. 87. 97-98 (1999)
• [Publications] Itoh Y: "Membrane type 4 matrix metalloproteinase (MT4-MMP,MMP-17) is a glycosylphosphatidylinositol-anchored proteinase."J Biol Chem.. 274. 34260-34266 (1999)
• [Publications] Kajita M: "Human membrane type-4 matrix metalloproteinase (MT4-MMP) is encoded by a novel major transcript : isolation of complementary DNA clones for human and mouse m14-mmp transcripts."FEBS Lett. 457. 353-356 (1999)
• [Publications] Kinoh H: "Assignment(1) of the genes for membrane-type-4 matrix metalloproteinase (Mmp-17,MMP17) to mouse chromosome 5, human chromosome band 12q24,3 and membrane--type-5 matrix metalloproteinase (Mmp24,MMP24) to mouse chromosome 2 and human chromosome band 20q11.2->q12 respectively by radiation hybrid and in situ hybridization"Cytogenet Cell Genet. 87. 97-98 (1999)
• [Publications] Itoh Y: "Membrane type 4 matrix metalloproteinase (MT4-MMP,MMP-17) is a glycosylphosphatidylinositol-anchored proteinase"J Biol Chem.. 274. 34260-34266 (1999)
• [Publications] Kajita M: "Human membrane type-4 matrix metalloproteinase (MT4-MMP) is encoded by a novel major transcript : isolation of complementary DNA clones for human and mouse mt4-mmp transcripts"FEBS Lett. 457. 353-356 (1999)