新規模型マトリックスメタロプロテアーゼの構造および機能解析

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10680596
• Research Institution: The University of Tokyo Institute of Medical Science
• Principal Investigator: 伊藤 義文 東京大学, 医科学研究所, 助手 (70292852)
• Keywords: MMP / MT-MMP / 神経細胞

Research Abstract

マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)は、細胞外マトリックスを基質とする一群の酵素であり、その過剰発現は癌の浸潤やリウマチなどの病態で報告されている。近年、MMPのサブタイプとして膜貫通型のMMP(MT-MMP)が4種類クローニングされ、初めにクローニングされたMT1-MMPは、ゼラチナーゼAを活性化することによって癌の浸潤・転移を促進することが明らかになり、注目されている。
我々はMT3-MMPのcDNAをプローブとして用い、マウス17日胚脳cDNA libraryから新規のMT-MMPをクローニングすることに成功した。推定されるアミノ酸配列は、MT-MMPに特徴的な膜貫通領域、細胞質ドメイン、プロペプチドと触媒ドメインの間のFurinによる分解を受けるRXKR配列を持っている。さらに、このクローンをプローブにしてhuman kidney cDNA libraryのsreeningと5'RACEにより、アミノ酸配列が、92%相同なヒトクローンを得た。ノーザンブロット解析より、MT5-MMPは、マウス、ヒト成体の小脳およびマウス17日胚から生後すぐの大脳に高い発現が見られる。
MT5-MMPの発現は神経細胞特異的に見られ、神経芽細胞SK-N-SHおよびNeuro2Aをレチノイン酸とNGFで分化させると、神経細胞マーカーであるNeurofilamentとともにその発現が増加する。また、発生段階のマウス脳を特異的抗体により免疫染色すると、その局在は大脳皮質、脊髄、嗅神経、視神経、後根神経節に見られた。脳での特異的な役割はまだ明らかではないが、MT5-MMPはプロテオグリカンの分解能をもっており、この酵素が神経への分化そしてその役割の維持に何らかの役割を担っていることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Itoh Y, Kajita M, Kinoh H, Mori H, Okada A, Seiki M: "Membrane-type 4 matrix metalloproteinase (MT4-MMP, MMP-17) is a glycosyl-phosphatidyl inositol (GPI)-anchored proteinase."J. Biol. Chem.. 274. 34260-34266 (1999)
• [Publications] Kajita M, Kinoh H, Ito N, Takamura A, Itoh Y, Okada A, Sato H, Seiki M: "Human Membrane Type-4 Matrix Metalloproteinase (MT4-MMP) is encoded by a novel major transcript : Isolation of complementary DNA clones for human and mouse mt4-mmp transcripts"FEBS Letter. 457. 353-356 (1999)
• [Publications] Tortorella M. D, Burn TC, Pratta MA, Abbaszade I, Hollis JM, Liu R, Rosenfeld SA, Copeland RA, Decicco CP, Wynn R, Rockwell A, Yang F, Duke JL, Solomon K, Georg H, Bruckner R, Nagase H, Itoh Y, Ellis DM, Ross H, Wiswall BH, Murphy K, Hillman MC Jr., Hollis GF, Newton RC, Magolda RL, Trzaskos JM and Arner EC: "Purification and Cloning of Aggrecanase-1 : A Member of the ADAMTS Family of Proteins"Science. 284. 1664-1666 (1999)
• [Publications] Abbaszade I, Liu RQ, Yang F, Rosenfeld SA, Ross OH, Link JR, Ellis DM, Tortorella MD, Pratta MA, Hollis JM, Wynn R, Duke JL, George HJ, Hillman MC Jr, Murphy K, Wiswall BH, Copeland RA, Decicco CP, Bruckner R, Nagase H, Itoh Y, Newton RC, Magolda RL, Trzaskos JM, Hollis GF, Arner EC, Burn TC: "Cloning and characterization of ADAMTS11, an aggrecanase from the ADAMTS family"J. Biol, Chem.. 274. 23443-23450 (1999)
• [Publications] Itho Y, Ito A, Iwata K, Tanzawa K, Mori Y, Nagase H: "Plasma Membrane-bound Tissue Inhibitor of Metalloproteinases (TIMP)-2 Specifically Inhibits Matrix Metalloproteinase 2 (Gelatinase A) Activated on the Cell Surface."J. Biol. Chem.. 273. 24360-24367 (1998)
• [Publications] Bafetti LM, Young TN, Itoh Y, Stack MS: "Intact vitronectin induces matrix metalloproteinase-2 and tissue inhibitor of metalloproteinases-2 expression and enhanced cellular invasion by melanoma cells."J. Biol. Chem.. 273. 143-149 (1998)