免疫応答におけるインテグリン接着制御の分子メカニズムの解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14370112
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 木梨 達雄 京都大学, 医学研究科, 教授 (30202039)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前田 明人 京都大学, 医学研究科, 助手 (50298882) ; 片桐 晃子 京都大学, 医学研究科, 講師 (00322157)
• Keywords: 接着分子 / インテグリン / LFA-1 / ICAM-1 / Rap1 / VCAM-1 / VLA-4 / 細胞極性

Research Abstract

低分子量Gタンパク質Rap1はLFA-1の接着性を亢進させる細胞内シグナル伝達分子であり、TCRやケモカインで活性化されることを明らかにしてきた。ケモカインによるRap1の活性化はTリンパ球の活発な遊走を刺激する。またLFA-1やVLA-4を介する血管内皮への接着を生理的還流下に調べ、Rap1の活性化が接着と血管内皮通過を引き起こすことが分かった。さらにRap1はリンパ球細胞極性を誘導し、先端にケモカイン受容体CXCR4が集積し、後端にCD44が集積するuropodが形成することができることが明らかになった。Rap1のこのような機能を伝達するエフェクター分子RAPLを同定した。RAPLは酵母two-hybrid法にて単離され、Rap1-GTPに特異的に結合する、分子量約3万のタンパク質である。RAPLは脾臓、リンパ節、胸腺に多く発現し、特にTリンパ球、Bリンパ球に発現している。RAPLは過剰発現させるとLFA-1を介するICAM-1への接着を誘導し、N末端を欠失させた変異体はdominant negativeに働き、TCRやケモカインによる接着誘導を阻害した。RAPLはLFA-1の親和性を亢進させるとともに、リンパ球細胞極性を誘導する。ケモカイン刺激するとLFA-1とRAPLは細胞先端に速やかに移行し、両者の局在は良く一致する。また、RAPLは活性化Rap1の存在でLFA-1と複合体を形成することがわかった。以上のことより、RAPLはRap1-GTPと結合すると、細胞極性を誘導し、さらにLFA-1と複合体を形成することによって先端側にLFA-1を集積させ、接着を誘導すると考えられる。

Research Products

• [Publications] Katagiri, K., et al.: "Rap1-mediated LFA-1 activation by the T cell antigen receptor is dependent on PLC-γ1"J.Biological Chemistry. (in press).
• [Publications] Kinashi, T., et al.: "LAD-III, a leukocyte adhesion deficiency syndrome associated with defective Rap1 activation and impaired stabilization"Blood. 103. 1033-1036 (2004)
• [Publications] Katagiri, K., et al.: "RAPL, a Rap1-binding molecule that mediates Rap1-induced adhesion through spatial regulation of LFA-1"Nature Immunology. 4. 741-748 (2003)
• [Publications] Tohyama, Y.: "The critical cytoplasmic regions of the αL/β2 integrin in Rap1-induced adhesion and migration"Molecular Biology of the Cell. 14. 2580-2582 (2003)
• [Publications] Shimonaka, M.: "Rap1 translates chemokine signals to integrin activation, cell polarization, and motility across vascular endothelium under flow"J.Cell Biology. 161. 417-427 (2003)