2002 Fiscal Year Annual Research Report
Project/Area Number |
10CE2006
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Research Institution | Nagoya University |
Principal Investigator |
高橋 雅英 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (40183446)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古川 鋼一 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (80211530)
祖父江 元 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (20148315)
村松 喬 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (00030891)
浜口 道成 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (90135351)
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Keywords | 神経変性疾患 / 悪性腫瘍 / RET遺伝子 / ミッドカイン / Dorfin遺伝子 / 糖脂質糖鎖 / 癌の浸潤 / トランスジェニックマウス |
Research Abstract |
1.GDNF-RETシグナル伝達系の神経分化における役割 RETチロシンキナーゼの細胞内ドメインに存在するチロシン1062は細胞内シグナル伝達にとって極めて重要な役割を果たしていることを明らかにした。そこでチロシン1062からの細胞内シグナル伝達が神経細胞の分化にどのような影響を及ぼすかを解析する目的で、チロシン1062をフェニルアラニンに置換したノックインマウスを作成した。ヘテロのノックインマウスは形態学的に異常をしめさなかったが、ホモのノックインマウスは体重が30-40%に減少し、生後1ヶ月以内にすべて死亡した。ホモのマウスを解剖すると巨大結腸症を呈し、腸管神経細胞は小腸から大腸にかけてほぼ欠損しているものが大多数で、チロシン1062からのシグナルが腸管神経細胞の分化に極めて重要な役割を果たしていることが明らかになった。 2.ミッドカイン(MK)シグナルの作用機序について MKシグナル受容に関与するプロテイングリカンはPTPζとシンデカンである。PTPζはコンドロイチン硫酸プロテオグリカンであり、シンデカンはヘパラン硫酸プロテオグリカンである。私達はMKが結合する糖鎖構造についても研究し、コンドロイチン硫酸の場合はN-アセチルガラクトサミンの4位と6位が共に硫酸化されたEユニットとよばれる特異な構造が強く結合することを明らかにした。一方、ヘパラン硫酸の場合はいわゆるヘパリントリ硫酸ユニットのオリゴマーが必要であった。 細胞表面からのMK伝達に加えて、MKの細胞内への取り込みが、生存促進などのMK作用に必要なことが判明した。この細胞内への取り込みにはLRPの存在が必須であった。細胞内で取り込まれたMKはヌクレオリンあるいはラミニン結合タンパク質プレカーサーの助けを借りて核内へ輸送されることも見出した。 3.筋萎縮性側索硬化症の病態関連分子の探索と機能解析 筋萎縮性側索硬化症(ALS)の脊髄前角細胞で発現が増強している遺伝子としてDorfinをクローニングした。Dorfinの機能解析を行った結果、ALSの原因の1つである変異SOD1を特異的に認識して結合し、変異SOD1をユビキチン化して分解することにより、変異SOD1の毒性から神経細胞を保護している新規ユビキチンリガーゼであることを明らかにした。Dorfinはパーキンソン病におけるLewy小体にもその存在が確認され、広く神経変性疾患における神経細胞死のメカニズムに深く関わっている可能性を示唆した。 4.ノックアウトマウスを用いた糖脂質糖鎖の機能解析 GM2/GD2合成酵素遺伝子とGD3合成酵素遺伝子のダブルノックアウトマウスではGM3しか合成できず、大部分のガングリオシドの欠失を補正しきれなくて、より著明な神経変性を認めた。単独KOマウスでは見られなかった早期の神経変性と突然死(12週齢以後)、皮膚炎、異常行動などが認められた。特に難治性の皮膚損傷は末梢神経の変性に基づく知覚神経機能の低下が大きな要因となっているものと考えられ、神経組織の構築と生体調節機構が早期に破綻することを示唆している。症状的にはアトピー性皮膚炎によく似ており、詳しいメカニズムの解明が待たれる。今後、糖脂質糖鎖のさらに根幹部分の合成に関与するGM3合成酵素およびLactosyl-ceramide (LacCer)合成酵素遺伝子のKOマウスを作成して、神経系の形成に必要な糖鎖構造の検討を進める。 5.癌の浸潤・転移の分子機序について ヒアルロン酸過剰分泌の細胞機能に及ぼす影響を明らかにする為に、正常細胞の3Y1にヒアルロン酸合成酵素(HAS)遺伝子を強発現し、その影響を観察した。その結果、ヒアルロン酸の過剰発現に伴い、細胞が重層化し、密度依存性の増殖抑制(contact dependent inhibition of cell growth)が部分的に解除された。この変化は、Aktの阻害剤によって抑制される事から、明らかに細胞内シグナル伝達系の活性化を介するものであると言える。また、ヒト肺癌細胞QG90は、CD44を過剰発現し、ヒアルロン酸刺激により、v-Srcの基質であるFAKを介して、Ras-MAPK系、PI3K-Akt系の複数のシグナル伝達系を活性化し、マトリックスメタロプロテアーゼ2(MMP2)の分泌亢進と活性化、QG90癌細胞の浸潤活性化を惹起する事を見い出した。
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[Publications] Fukuda T. et al.: "Novel mechanism of regulation of Rac activity and lamellipodia formation by RET tyrosine kinase"J.Biol.Chem.. 277. 19114-19121 (2002)
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[Publications] Inoue, M. et al.: "Refractory skin injury in the complex knock-out mice expressing only GM3 ganglioside"J.Biol.Chem.. 277. 29881-29888 (2002)
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[Publications] Okada, M. et al.: "b-series ganglioside deficiency exhibits no definite changes in the neurogenesis and the sensitivity, to Fas-mediated apotosis"J.Biol.Chem.. 277. 1633-1636 (2002)
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