抗菌ペプチドCATESTATINによる表皮角化細胞遊走誘導制御機構の解析

• Project/Area Number: 21591465
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Dermatology
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 徳丸 晶 Ehime University, 医学部附属病院, 講師 (50398046)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2011: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2010: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2009: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 抗菌ペプチド / catestatin / 表皮角化細胞 / シグナル伝達

Research Abstract

HB-EGFを介したEGF受容体Transactivation機構の関与の有無の検討
Catestatinによる細胞遊走へのTransactivation機構が関与の有無を明らかにする目的で、同様に各段階の阻害剤(変換酵素阻害剤OSU8、遊離型HB-EGFに対する中和抗体CRM197、EGFRとHB-EGFの結合を阻害する抗EGFR中和抗体、EGFRキナーゼ活性阻害剤AG1478)を用いてBoyden Chamberによる解析を行ったところ、いずれの阻害剤添加においても細胞の遊走は阻害されなかった。当初の予想に反して、CatestatinによりEGF受容体は活性化されるが、Transactivation機構は関与していないことが明らかとなった。
EGF受容体下流のシグナル伝達経路の検討
そこで細胞遊走制御に重要な分子としてSmall GTPase、特にRacに注目し解析を行った。Catestatin刺激によるRacの活性化をKinase Assayにより評価したところEGFRの活性化に引き続き30分をピークとした活性化が認められた。cdc42の活性化は認めなかった。またRacの阻害剤添加により細胞遊走が完全に阻害された。下流のシグナルであるRho Kinaseも同様にRho阻害剤、その下流のRockもまた、Rock阻害剤添加により細胞遊走は完全に阻害され、遊走のシグナルはSmall GTPaseにより制御されていることが示唆された。最後にこれらSmall GTPaseの上流で活性を制御していると考えられるPI-3Kの解析を行った。PI-3Kの阻害剤添加により細胞遊走は完全に阻害された。以上の結果からCatestatinは表皮角化細胞の遊走を促進させ、その遊走機構にはEGF受容体を介した一連のPI3K-Rac-Rhoシグナル経路が中心的な役割を果たしていることが明らかとなった。

Research Products

• [Journal Article] Auto-and cross induction by beta cellulin in epidermal keratinocytes (2010)
  • Author(s): Shirakata Y, Tokumaru S, et al.
  • Journal Title: Jouranl of Dermatological Science Volume: 58 Pages: 162-164
  • NAID: 10027400978
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] E2 polyubiquitin-conjugating enzyme Ubc13 in keratinocytes is essential for epidermal integrity (2010)
  • Author(s): Sayama K, Tokumaru S, et al.
  • Journal Title: Journal of biological Chemistry Volume: 285 Pages: 30042-30049
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PPARγ mediates innate immunity by regulating the 1α,25-dyhydroxy vitaminD3 induced hBD-3 and cathelicidin in human keratinocyte (2010)
  • Author(s): Dai X, Tokumaru S, et al.
  • Journal Title: Jouranl of Dermatological Science Volume: 60 Pages: 179-186
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Living skin equivalents constructed using human amnions as a matrix (2009)
  • Author(s): Yang L, Tokumaru S, et al.
  • Journal Title: J Dermatol Sci 56 Pages: 188-195
  • NAID: 10027398843
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nodal lymphangiogenesis and metastasis : Role of tumor-induoed lymphatic vessel activation in extramammary Paget's disease (2009)
  • Author(s): Hirakawa S, Tokumaru S, et al.
  • Journal Title: Am J Pathol 175 Pages: 2235-2248
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] IL-17 and IL-22 mediate IL-20 subfamily cytokine production in cultured keratinocytes via increased IL-22 (2009)
  • Author(s): Tohyama M, Tokumaru S, et al.
  • Journal Title: Eur J Immunol 39 Pages: 2779-2788
  • Peer Reviewed
• [Presentation] A new cutaneous antimicrobial peptide catestatin-induced keratinocyte migration is regulated by PI3K, Rac and Rho signaling pathway (2010)
  • Author(s): Tokumaru S, et al.
  • Organizer: 日本研究皮膚科学会第35回年次学術大会・総会
  • Place of Presentation: 和歌山
  • Year and Date: 2010-12-04