膜型メタロプロテアーゼによる細胞外基質分解と細胞機能制御に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15790146
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 越川 直彦 東京大学, 医科学研究所, 助手 (70334282)
• Keywords: MMP / 細胞外マトリックス / ラミニン5 / ラミニンγ2鎖 / プロセシング / 擬似血管新生

Research Abstract

これまでに私達は膜型マトリックスメタロプロテアーゼ(MT1-MMP)が基底膜のECMであるラミニン5(Ln-5)の構成鎖であるラミニンγ2(Ln γ2)を限定分解することで、プロセスを受けたLn-5が種々の細胞に対して運動性を亢進すること、また、Ln γ2の癌組織における発現を検討した結果、Ln γ2モノマーが悪性癌の浸潤先端部に強く発現すること、さらに、MT1-MMPによるLn γ2のプロセシングが悪性黒色腫細胞による擬似血管新生(vascular mimicry ; VM)に重要であることを報告している。これらの知見はLn γ2のプロセシングが多様な細胞機能の発現に関与していることを示唆している。本研究ではMT1-MMPのプロセシングにより切り出されるLn γ2のN末端の断片(ドメインIII : DIII、ドメインIII-V : DIII-V)に注目し、Ln γ2のプロセシングの意義をについて詳細な検討を行った。まず、DIII、DIII-VはEGFドメインと類似した構造を持つため、これらドメインがEGF受容体(EGF-R)に結合する可能性について検討したところ、DIIIは濃度依存的にEGF-Rに結合したが、DIII-VはEGF-Rに結合しなかった。次にDIIIのEGF-Rとの結合が機能的であるか否かについて検討したところ、DIIIはEGF-Rの燐酸化を誘導し、また、種々の癌細胞に対して細胞運動能、浸潤能およびMMP発現を亢進した。次に、VM形成に対するDIIIの影響を検討したところ、VM非形成の黒色腫細胞にDIIIを添加すると、VM形成が誘導された。また、DIIIで誘導されたVMはEGF-Rの中和抗体、低分子EGF-R阻害剤で有意に抑制された。本知見はプロテアーゼによりプロセシングを受けたECMが新たな細胞機能調節を担う事例であり、Ln γ2モノマーおよびMT1-MMPを高頻度に共発現する浸潤先進部に於いて、MT1-MMPによるLn γ2のプロセシングは癌細胞の悪性形質の獲得に重要な役割を果たしている可能性を持つ

Research Products

• [Publications] Koshikawa, N. et al.: "Proteolytic processing of laminin-5 by MT1-MMP in tissues and its effects on epithelial cell morphology"FASEB Journal. 18. 364-368 (2004)
• [Publications] Kioi, M, et al.: "Matrilysin (MMP-7) induces homotypic adhesion of human colon cancer cells and enhances their metastatic potential in nude mouse model"Oncogene. 22. 8662-8670 (2003)
• [Publications] Takino, T, et al.: "Cleavage of metastasis suppressor gene product KiSS-1 protein/metastin by matrix metalloproteinases"Oncogene. 22. 4617-4622 (2003)
• [Publications] Matsuda, A. et al.: "Clusterin, an abundant serum factor, is a possible negative regulator of MT6-MMP/MMP-25 produced by neutrophils"J Biol Chem. 278. 36350-35357 (2003)
• [Publications] Seiki, M, et al.: "Role of pericellular proteolysis by membrane-type 1 matrix metalloproteinase in cancer invasion and angiogenesis"Cancer metastasis review. 22. 129-143 (2003)
• [Publications] Schenk, S. et al.: "Binding to EGF receptor of a laminin-5 EGF-like fragment liberated during MMP-dependent mammary gland involution"J Cell Biol. 161. 197-209 (2003)