損傷神経細胞におけるDINEのストレス応答機構の解析

• Project/Area Number: 14780572
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Nerve anatomy/Neuropathology
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 瀬尾 寿美子 (桐生 寿美子) 大阪市立大学, 大学院・医学研究科, 助手 (70311529)
• Project Period (FY): 2002 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥4,100,000 (Direct Cost: ¥4,100,000); Fiscal Year 2003: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2002: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: 神経損傷 / 神経再生 / メタロプロテアーゼ / DINE / プロモーター / ATF3 / プロテアーゼ / Akt

Research Abstract

神経損傷応答遺伝子として単離された膜一回貫通型メタロプロテアーゼDINEの機能解析を中心に進めた。
(1)DINEプロモーターの解析
様々な神経損傷に対するDINEの転写発現応答には、LIFなどのサイトカイン刺激とNGF除去刺激の相互作用が重要である事が昨年度までに明らかになっている。さらに本年度はDINEプロモーターが傷害応答性転写因子ATF3とStat3との共発現により強い活性上昇を示すことを明らかにした。DINEとATF3は脳虚血や末梢神経損傷後の損傷神経細胞に極めてよく共局在している。さらにJNK/ATF3経路はNGF除去時に活性化することが明らかになっていることから、LIF/Stat3経路とJNK/ATF3経路の相互作用がDINEプロモーターの損傷応答性に必要であると考えられた。本プロモーターを応用する目的で作製したDINEプロモーター制御下にグルタミン酸トランスポーターEAAC1をつないだマウスでは、損傷運動ニューロン細胞死を効果的に防御できることが明らかになった。
(2)DINE結合蛋白質の解析
酵母ツーハイブリッドシステムを用いて、DINEの細胞内ドメイン結合蛋白としてRabファミリーの一員であるRab24を同定することができた。DINEとRab24をCOS-7細胞に共発現させ免疫沈降をしたところ、DINE-Rab24が哺乳類細胞内でも同様に結合することが確認された。Rab24は末梢神経損傷後の運動ニューロンで発現上昇することからも、DINE結合蛋白としてDINEの細胞内局在を制御することでプロテアーゼ活性制御に何らかの役割を果たしている可能性が示唆された。

Research Products

• [Publications] Imaizumi K, Benito A.Kiryu-Seo S, Gonzalez V, Inohara N, Leiberman AP, Kiyama H, Nunez G.A: "Critical Role for DP5/HRK, a BH3-Only Bcl-2 Family Member, in Axotomy-Induced Neuronal Cell Death."J Neurosci. (in press). (2004)
• [Publications] Kato R, Kiryu-Seo S, Sato T, Hisasue S, Tsukamoto T, Kiyama H: "Cavernous nerve injury elicits GAP-43 mRNA expression but not regeneration of injured pelvic ganglion neurons."Brain Res. 986. 166-173 (2003)
• [Publications] Suzuki Y, Nakagomi S, Namikawa K, Kiryu-Seo S, Inagaki N, Kaibuchi K, Aizawa H, Kikuchi K, Kiyama H: "Collapsin response mediator protein-2 accelerates axon regeneration of nerve-injured motor neurons of rat."J Neurochem. 86. 1042-1050 (2003)
• [Publications] Nakagomi S, Suzuki Y, Namikawa K, Kiryu-Seo S, Kiyama H: "Expression of the activating transcription factor 3 prevents c-Jun N-terminal kinase-induced neuronal death by promoting heat shock protein 27 expression and Akt activation."J Neurosci. 23. 5187-5196 (2003)
• [Publications] Kato R, Kiryu-Seo S, Kiyama H: "Damage Induced Neuronal Endopeptidase (DINE/ECEL1) expression is regulated by LIF and deprivation of NGF in rat sensory ganglia after nerve injury"J Neurosci. 22. 9410-9418 (2002)
• [Publications] Aoki S, Su QN, Hang L, Nishikawa K, Ayukawa K, Hara Y, Namikawa K, Kiryu-Seo S, Kiyama H, Wada K: "Identification of a novel axotomy-induced glycosylated protein, AIGP1,possible involved in cellular apoptosis triggered by ER-Golgi stress"J Neurosci. 22. 10751-10760 (2002)