遺伝生化学から見た赤血球膜異常症の病因としての細胞骨格の研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05670936
• Research Institution: Kawasaki Medical School
• Principal Investigator: 八幡 義人 川崎医科大学, 医学部, 教授 (70069011)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 美加 川崎医科大学, 医学部, 助手 (10258212) ; 阿多 雄之 川崎医科大学, 医学部, 講師 (50184180) ; 神崎 暁郎 川崎医科大学, 医学部, 講師 (40148698) ; 杉原 尚 川崎医科大学, 医学部, 講師 (60140505) ; 山田 治 川崎医科大学, 医学部, 助教授 (50104790)
• Keywords: 細胞骨格 / 赤血球膜 / 溶血性貧血 / spectrin / band 4.2 / band 3 / 膜間粒子 / 膜物性

Research Abstract

本年は次の2つの主要projectについて研究を行った。
1.細胞骨格蛋白異常としてのbeta-spectrin mutationの研究:
山形県出身の症例について膜生化学的にbeta-spectrinの分子異常(beta^<220/214>)を発見した。そこで病因解析を行った結果、beta-spectrin geneのexon XでCCACG/gtg〓gc→CCACG/gtg〓gcの点変異を見いだし、この点変異によってexon Xを欠失することから、beta-spectrinのtruncationを生ずることが判明した。また、本症例についてそのin situにおける細胞骨格蛋白網を電顕(quick-freeze deep-etching法およびsurface replica法)的に検索したところ、著しい細胞骨格蛋白網の断裂および配列障害を実証し得た(Eur.J.Haematol.、in press)。
2.Band4.2異常症の研究:
Band4.2異常症のうち、特にいわゆるNippon Type(142Ala→Thr点変異)に焦点を絞って、そのin situにおける膜病態を、電顕的、膜物性的に検討した。すなわち、本欠損症では、freeze fracture法による電顕的観察では、主としてband 3からなるintramembrane particle(IMP)数の減少(約30%)と、著明な粒子サイズの増大(15〜64nm大)を認め、band 3蛋白のoligomerizationの明らかな亢進が実証された。また、この所見に伴って、細胞骨格蛋白網の異常も確認された。さらに膜物性の点ではFRAP(fluorescence recovery after photo-bleaching)法によると、正常に存在するimmobile分画(通常は約30%)が消失し、ほとんどすべてのband 3はmobile化していることを証明し得た(Biochim.Biophys.Acta;Am.J.Med.Sci.;Int.J.Hematol.、in press)。
以上の所見から、band 4.2蛋白は、band 3のcytoplasmic domainを介して細胞骨格蛋白網に対しても重要な役割を担っているものと推定される。

Research Products

• [Publications] Yawata,Y.: "Red cell membrane protein band 4.2:Phenotypic,genetic,and electron microscopic aspects." Biochim.Biophys.Acta:Protein Structure and Molecular Enzymology Reviews. 1204. 131-148 (1994)
• [Publications] Yawata,Y.: "Band 4.2 abnormalities in human red cells." American Journal of Medical Sciences. 307. 1-14 (1994)
• [Publications] Marechal,J.: "Hereditary elliptocytosis associated with spectrin Le Puy in a Japanese family:Ultrastructural and of the red cell skeleton." Eur.J.Haematol.52. 92-98 (1994)
• [Publications] Inoue,T.: "Electron microscopic and physicobiochemical studies on disorganization of cytoskeletal network and integral protein(band 3)in red cells of band 4.2 deficiency with a mutation(codon 142 GCT→ACT)." Int.J.Hematol.(in press). (1994)
• [Publications] Yawata,Y.: "Diagnostic procedures for suspected hemolytic anemia." Asian Med.J.36. 1-11 (1993)
• [Publications] Sugihara,T.: "Deformation of swollen erythrocytes provides a model of sickling induced leak pathways,including a novel bromide sensitive component." Blood. in press. (1994)
• [Publications] 八幡 義人: "「Annual Review血液1994」分子生化学の新しい視点から見た赤血球膜の病態に関する電顕の再評価" 中外医学社(東京), 18 (1994)
• [Publications] 八幡 義人: "血液病アトラス:Atlas of Blood Diseases:Cytology and Histology" 南江堂(東京), 216 (1993)