遺伝子導入・欠損マウスによる細胞外マトリックス代謝の解析

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08044262
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 岡田 保典 金沢大学, がん研究所・分子免疫, 教授 (00115221)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): D'ARMIENTO J コロンビア大学, 医学部・内科学, 助教授 ; 四方 英夫 明海大学, 歯学部・口腔病理, 助手 (00170853) ; 大野 真介 金沢大学, がん研究所・分子免疫, 助教授 (70019868) ; EECKHOUT Yve ルーバン大学, 医学部・生化学, 教授 ; 塩沢 俊一 神戸大学, 医学部・保健学科, 教授 (40154166) ; CHADA Kiran ニュージャージー医科歯科大学, 生化学, 助教授
• Keywords: マトリックスメタロプロテアーゼ / ゼラチナーゼA / 膜型MMP / トランスジェニックマウス / ノックアウトマウス

Research Abstract

マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)遺伝子ファミリーは、現在15種類の酵素から構成されている。これらのうち、MMP-2(ゼラチナーゼA)は多くのヒト疾患における組織破壊に重要な役割を果たすことが指摘されてきた。本研究の最終ゴールは、遺伝子導入・欠損マウスを用いてMMP-2の生体内における分子作用機構を解明することである。しかし、MMP-2の生体内における活性が、細胞膜貫通型MMP(MT-MMP)作用によって規定されることが研究過程で明らかとなり、研究計画の変更が必要となってきた。本年度における主な研究成果は、以下の如くである。
1.リコンビナントMT1-MMPの生化学的性質を調べたところ、本酵素は潜在型MMP-2を活性化するだけでなく、1.,2.,3.型コラーゲン、ゼラチン、プロテオグリカン、フィブロネクチン、ヴィトロネクチン、ラミニンを分解した。
2.ヒト乳癌組織における潜在型MMP-2の活性化は、MT1-MMP発現と正の相関を示した。一方、MT2-MMPとMT3-MMPの発現は弱く、潜在型MMP-2活性化にMT1-MMPが中心的役割を果たすことが明らかとなった。
3.MT1-MMP遺伝子導入腫瘍細胞では、血液中の潜在型MMP-2を活性化することにより転移能昂進がみられた。
4.ヒト変形性関節症の関節軟骨で潜在型MMP-2の活性化がみられ、MT1-MMP発現と正の相関を示した。また、MT1-MMP発現陽性軟骨細胞の細胞膜成分は、潜在型MMP-2を活性化した。さらに、MT1-MMPの軟骨細胞による発現は軟骨の破壊程度とよく相関した。
以上のデータから、MT1-MMPの性質とヒト病的組織での潜在型MMP-2活性化能が明らかとなるとともに、MMP-2の組織内作用機序解明に、MT1-MMPの機能解析が必須であることが示された。これらのことを踏まえて、今後MT1-MMP遺伝子導入マウスの作成と解析を計画している。

Research Products

• [Publications] Kinoh H.,et al.: "MT-MMP,the cell surface activator of proMMP-2(pro-gelatinase A),is expressed with its substrate in the mouse tissue embryogenesis." J.Cell Sci.109. 953-959 (1996)
• [Publications] Sato H.,et al.: "Cell surface binding and activation of gelatinase A induced by expression of membrane-type matrix metalloproteinase-1(MT-MMP-1)." FEBS Lett.385. 238-240 (1996)
• [Publications] Ohuchi E.,et al.: "Membrane-type 1-matrix metalloproteinase digests interstitial collagens and other extracellular matrix macromolecules." J.Biol.Chem.272. 2446-2451 (1997)
• [Publications] Tsunezuka Y.,et al.: "Expression of membrane-type matrix metalloproteinase 1(MT1-MMP)in tumor cells enhances pulmonary metastasis in an experimental metastasis assay." Cancer Res.56. 5678-5683 (1997)
• [Publications] Ueno H.,et al.: "Expression and tissue localization of membranetype 1,2 and 3 matrix metalloproteinases in human invasive breast carcinomas." Cancer Res.(in press). (1997)
• [Publications] Imai K.,et al.: "Expression of membrane-type 1 matrix metalloproteinase and activation of progelatinase A in human osteoarthritic cartilage." Am.J.Pathol.(in press). (1996)
• [Publications] Nagase H.and Okada Y.: "Textbook of Rheumatology." W.B.Saunders Company,Philadelphia, 1904 (1997)