神経細胞の分化に関わるアクチビンのシグナル伝達機構の解析

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08044298
• Research Institution: The Institute for Enzyme Research
• Principal Investigator: 杉野 弘 徳島大学, 酵素科学研究センター, 教授 (50211305)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 東海林 博樹 徳島大学, 酵素科学研究センター, 助手 (10263873) ; 中村 隆範 徳島大学, 酵素科学研究センター, 助手 (70183887) ; EIJNDEN van Netherlands Institute for Developmental, Staff Scie
• Keywords: アクチビン / ホリスタチン / アクチビン受容体 / 神経誘導 / ヘパラン硫酸 / 中枢神経系 / 中胚葉誘導

Research Abstract

神経分化におけるアクチビン-ホリスタチン系の役割を分子レベルで明らかにすることを目的として、本年度はホリスタチンによるアクチビン作用の阻害機序を明らかにするとともに神経組織で特異的に発現する新アクチビン受容体を同定した。
アクチビンはそのI型受容体に結合し、それにI型受容体が会合することによりシグナルが細胞内へ伝達される。こうしたアクチビンの受容体への結合に続いて起こる受容体どうしの会合といったシグナル伝達に必要な出来事はホリスタチンがアクチビンと結合することによりことごとく阻害されることがわかった。さらに、ヘパラン硫酸に親和性の高いホリスタチン分子種(FS-288)は、アクチビンと結合したまま細胞表層へパラン硫酸側鎖に接着して、エンドサイトーシスにより細胞内に取り込まれた後、リソソーム内でアクチビンともども分解されることを明らかにした。また、このようなホリスタチンを介するアクチビン分解系がアフリカツメガエル初期胚における神経誘導の際にも作動していることを示唆する結果が得られた。すなわち、ツメガエル初期胚の動物半球細胞表層にホリスタチンを介してアクチビンが結合した後、分解されること及びFS-288mRNAが神経誘導の起こる直前から発現してくることを確認した。
マウスECP19細胞がレチノイン酸により神経細胞に分化誘導される際に新しいタイプのアクチビンII型受容体が出現することを明らかにした。この受容体は既知のIIA型受容体の細胞内領域に8アミノ酸の挿入配列をもつものであった。この新規受容体は脳、脊髄といった中枢神経系のみに発現していることが観察された。また、本受容体の発現はツメガエル発生過程において神経胚期以降にのみ認められ、神経発生に深く関わっていることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Koji Okabayashi: "cDNA Cloning and Expression of the Xenopus Laevis Vitellogenin Receptor" Biochem.Biophys.Res.Commun.224. 406-413 (1996)
• [Publications] Johan P.de Winter: "Follistatins Neutralize Activin Bioactivity by Inhibition of Activin Binding to Its Type II Receptors" Molec.Cell.Endocrinol.116. 105-114 (1996)
• [Publications] Osamu Hashimoto: "A Novel Role of Follistatin, an Activin-Binding Protein, in the Inhibition of Activin Action in Rat Pituitary Cells" J.Biol.Chem.(in press). (1997)