ヒト赤血球膜蛋白分画4.2の正常と病態に関する遺伝子分子生化学的、電顕的研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07670180
• Research Institution: KAWASAKI MEDICAL SCHOOL
• Principal Investigator: 神崎 暁郎 川崎医科大学, 医学部, 講師 (40148698)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 孝文 川崎医科大学, 医学部, 助手 (60203238) ; 和田 秀穂 川崎医科大学, 医学部, 講師 (70191830) ; 八幡 義人 川崎医科大学, 医学部, 教授 (70069011)
• Keywords: 赤血球膜 / 遺伝子解析 / Protein 4.2 / Band 3 / 膜物性 / 電顕学的検索 / 形態形成

Research Abstract

平成8年度の研究により分画4.2について以下の諸点について明らかにすることができた。
1.赤血球膜蛋白分画4.2(P4.2)異常症の発見について:
約80症例の先天性溶血性貧血のスクリーニングを行いP4.2完全欠損症を3家系、分画3(B3)+P4.2複合型部分欠損症を10家系、B3単独部分欠損症を6家系発見した。
2.P4.2異常症におけるP4.2蛋白または、receptorであるband3(B3)蛋白分子異常の検索について:
(1)P4.2部分欠損を示すB3Fukuoka;
患者B3蛋白に対する正常P4.2蛋白のre-binding assayの成績から、P4.2蛋白欠損の病因が患者B3にあることが判明した。
(2)P4.2doublet Nagano(72/74kD)について:
P4.2のWestern blotにより異常74kD蛋白がP4.2蛋白であることを同定した。さらに、尿素加SDS・ポリアクリルアミド電気泳動法の成績から、異常P4.2の発現は正常P4.2蛋白分子のconformationの変化に起因すると推定された。
3.P4.2遺伝子異常の検出と同定について:
P4.2 doublet Nagano;P4.2のexon10:R488Hのヘテロ接合体で、家系内においてその遺伝子異常と74kD蛋白発現との間に連鎖を認めた。
B3Fukuoka;B3遺伝子、G130Rのホモ接合体であることが判明した。このB3遺伝子異常が蛋白生化学の成績からP4.2欠損の病因であることが判明した。
B3 Okinawa;B3遺伝子にallele Okinawa(G714R/K56E+P854L)とallele Fukuoka(G130R)の4つの異常が発見され、P4.2欠損病因はそれらB3遺伝子異常に起因すると考えられた。
4.正常及び患者赤芽球における和田らの方法によるP4.2遺伝子と蛋白発現について:
正常赤芽球におけるP4.2蛋白発現は主要膜骨格蛋白中最も遅くorthochromatic erythroblastであることが判明した。

Research Products

• [Publications] Yawata,Y.: "Electron microscopic evidence of impaired intramembrane particles and of instability of cytoskeletal network in band 4.2 deficiency in human red cells." Cell Motil.Cytoskeleton. 33. 95-105 (1996)
• [Publications] Inaba,M.: "Defective anion transport and marked spherocytosis with membrane instability caused by hereditary total deficiency of red cell band 3 due to a nonsense mutation." J.Clin.Invest.97. 1804-1817 (1996)
• [Publications] Yawata,Y.: "Partial deficiency of band 4.2 due to its impaired binding to a mutated band 3 in a homozygote of band 3 Fukuoka (130GGA→AGA : Gly-Arg)." Brit.J.Haematol.93(suppl.2). 199- (1996)
• [Publications] Yawata,Y.: "Band 4.2 doublet Nagano : A trait with 72kD and 74kD peptides of red cell band 4.2 in equal amount,and with increased red cell membrane cholesterol and phosphatidylcholine." Brit.J.Haematol.93(suppl.2). 199- (1996)
• [Publications] Maillet,P.: "A stop codon in exon 30 of β-spectrin gene associated with hereditary elliptocytosis in spectrin Nagoya." Human Mutation. 8・4. 366-368 (1996)
• [Publications] Yawata,Y.: "Striking disruption of skeletal meshwork in situ with clustered ankyrin and spectrins and uneven distribution of intramembrane particles in complete protein 4.1 deficiency in 4.1(-) Madrid." Blood. 88・10(suppl.1). 5a- (1996)
• [Publications] Kanzaki,A.: "A novel combined anomaly of band 3 and glycophorin A : Their decreased glycosylation,impaired anion transport,markedly disrupted skeletal network with decreased deformability,and umcompested hereditary stomatocytosis with normal band 3 gene and mutated(L751) glycophorin A gene." Blood. 88・10(suppl.1). 3a- (1996)
• [Publications] Yawata,Y.: "Posttranslational modification of protein 4.2 : A protein 4.2 doublet Nagano with its 72 and 74 kDs." Blood. 88・10(suppl.1). 8b- (1996)
• [Publications] Inoue,T.: "Even partial deficiency of protein 4.2 is critical for integrity of skeletal network in situ and intramembrane particles in a homozygous band 3 Fukuoka(G130R) with its impaired binding to protein 4.2." Blood. 88・10(suppl.1). 5b- (1996)
• [Publications] Yawata,Y.: "Novel evidence of binding of red cell membrane protein band 4.2 to spectrins critical for the final membrane assembly and membrane stability." Proceedings of the International Symposium on Membrane Proteins : Structure,Function and Expression Control. 87- (1996)
• [Publications] Kanzaki,A.: "The completion of whole assembly of red cell membrane structure by the latest expression of band 4.2 with five isoforms among membrane proteins at the terminal erythroid maturation." Proceedings of the International Symposium on Membrane Proteins : Structure,Function and Expression Control. 88- (1996)
• [Publications] Yawata,A.: "A markedly disrupted skeletal network with abnormally distributed intramembrane particles in complete protein 4.1 deficient red cells(allele 4.1 Madrid) : Implications regarding a critical role of protein 4.1 in maintenance of the integrity of the red cell mambrane." Blood. (in press). (1997)
• [Publications] Kanzaki,A.: "Total absence of protein 4.2 and partial deficiency of band 3 in hereditary spherocytosis : Compound heterozygosity for band 3 Okinawa and band 3 Fukuoka." Brit.J.Haematol.96(in press). (1997)
• [Publications] 神崎暁郎: "赤血球膜異常症" 治療. 78・8. 2737-2742 (1996)
• [Publications] 神崎暁郎: "溶血性貧血" 臨床医学. 22(Suppl). 516-517 (1996)
• [Publications] 神崎暁郎: "赤血球の形態異常を伴うその他の溶血性貧血" 日本臨牀. 54・9. 2492-2501 (1996)
• [Publications] 賀来万由美: "赤血球膜蛋白band4.2異常症(P4.2doublet):摘脾後赤血球膜増多を示し,赤血球膜脂質異常を伴った一家系" 生化学. 68・7. 1147- (1996)
• [Publications] 竹園雅美: "赤血球膜蛋白band4.2とband3複合欠損型を示す遺伝性球状赤血球症(Band3 Okinawa)の一家系" Int.J.Hematol.63(suppl.1). 245- (1996)
• [Publications] 井上孝文: "赤血球膜band4.2部分欠損症を伴ったband3異常症(band3 Fukuoka)における赤血球膜病態の生化学的・電顕的研究" Int.J.Hematol.63(suppl.1). 245- (1996)
• [Publications] 八幡愛弓: "赤血球膜蛋白band4.2のspectrin結合による骨格蛋白網上の局在の生化学的・免疫電顕的研究" Int.J.Hematol.63(suppl.1). 245- (1996)
• [Publications] 神崎暁郎: "赤血球膜形態形成と構築における膜蛋白band4.2の意義に関する遺伝生化学的電顕的研究" Int.J.Hematol.63(suppl1). 245- (1996)
• [Publications] 賀来万由美: "赤血球膜蛋白band4.2異常症(P4.2doublet):赤血球膜脂質異常を伴い,摘脾後赤血球増多を示した一家系" Int.J.Hematol.63(suppl.1). 244- (1996)
• [Publications] 竹園雅美: "Band3およびGlycophorin Aの糖鎖異常を伴った先天性溶血性貧血症例におけるそれらの膜糖蛋白の生化学的,電顕的検討および遺伝子解析" 生化学. 68・7. 1147- (1996)
• [Publications] 八幡愛弓: "Band4.1の意義:Band4.1完全欠損症(4.1 Madrid)における赤血球細胞骨格蛋白網およびband3粒子の膜in situ状態の検索" 生化学. 68・7. 1147- (1996)