角結膜上皮における特異的遺伝子の解析および疾患関連遺伝子の同定に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12470367
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 木下 茂 京都府立医科大学, 医学部, 教授 (30116024)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大久保 公策 大阪大学, 細胞生体工学センター, 助教授 (40233069) ; 西田 幸二 京都府立医科大学, 医学部, 助手 (40244610) ; 外園 千恵 京都府立医科大学, 医学部, 講師 (30216585)
• Keywords: 角膜上皮 / 結膜上皮 / ヒト / 疾患関連遺伝子 / ドライアイ / 遺伝子発現解析 / マイクロアレイ / スティーブンス・ジョンソン症候群

Research Abstract

角膜上皮、結膜上皮におけるmRNA遺伝子発現プロファイル(expression profile)をもとに角膜特異的な遺伝子としてカテプシン(カテプシンV)やウロプラキンIb、Clチャンネルを同定した。カテプシンVはヒトカテプシンLとアミノ酸レベルで77%の高い相同性を示す新規のカテプシンで、作成した組み換え蛋白はシステインプロテアーゼの性質を有していた。RT-PCR法で各組織におけるカテプシンLとの発現量を比較すると角膜上皮のみでカテプシンVが優位であり、角膜上皮において重要な機能を果たしていると推測された。FISH法によりヒト染色体9q22.2にマッピングされ、カテプシンLと15cMの距離にあることが判明した。両者は進化の過程で同一遺伝子の重複により生じた可能性が示唆された。ウロプラキンIbは4回膜貫通型の膜蛋白で既知のものと3'末端の異なるアイソホームであった。RT-PCR法で従来から知られている移行上皮だけでなく眼表面上皮にも高発現していることが確認された。ペプチド抗体を用いた免疫組織化学では角膜上皮、輪部上皮、結膜上皮の細胞膜に発現がみられ、特に角膜上層上皮に強い染色がみられた。新規のClチャンネルは943アミノ酸からなり、ヒト染色体1p32に位置していた。角膜上皮に存在する他のClチャンネルと比較して約100倍多く発現していることから、角膜の透明性維持に関連する最も主要なClチャンネルであると想像された。
慢性期スティーブンス・ジョンソン症候群患者2名と正常コントロール3名の末梢血からT細胞を分離しRNAを抽出、DNAマイクロアレイ(Gene Chip Affymetrix)を用いて、遺伝子発現の同時大量解析を行った。5600個の遺伝子発現の増減を比較した結果、これまでに報告のないMTCP1の発現増加、LIMの発現減少など癌関連遺伝子に発現変化を認めた。

Research Products

• [Publications] Dota A: "An expression profile of active genes in human conjunctival epithelium"Experimental Eye Research. (in press).
• [Publications] Itoh R: "Isolation of Ca-activated cholride channel from human corneal epithelium and expression patterns of chloride channels in human cornea"Investigative Ophthalmology & Visual Science (suppl.). 41. S946 (2000)
• [Publications] Kinoshita S: "DNA chip analysis of the gene expression of human T cells in Stevens-Johnson Syndrome"Investigative Ophthalmology & Visual Science (Suppl). 41. S957 (2000)
• [Publications] Adachi W: "Human uroplakin Ib in ocular surface epithelium"Investigative Ophthalmology & Visual Science. 41. 2900-2905 (2000)
• [Publications] Akama TO: "Macular corneal dustrophy type I and II are caused by distinct mutations in a new sulphotransferase gene"Nature Genetics. 26. 237-241 (2000)
• [Publications] Nakamura T: "Gelatino-lattice cornaeal dystrophy : clinical features and mutational analysis"American Journal of Ophthalmology. 129. 665-666 (2000)