VIII型コラーゲンの生物学的機能

• 研究課題/領域番号: 06044154
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 二宮 善文 岡山大学, 医学部, 教授 (70126241)
• 研究分担者: MATT Warman ケースウェスタンリザーブ大学, 医学部, 助教授 ; O;ENA Jacenk ハーバード大学, 医学部, 研究員 ; SUNEEL Apte ハーバード大学, 医学部, 研究員 ; 大橋 俊孝 岡山大学, 医学部, 助手 (50194262) ; 村垣 泰光 和歌山県立医科大学, 病理学, 講師 (40190904) ; BJORN Olsen ハーバード大学, 医学部, 教授 ; APTE Suneel Harvard Medical School, Research Associate ; OLSEN Bjorn Harvard Medical School, Professor ; WARMAN Matt Case Western Reserve University, Assistant Professor ; JACENKO Olena Harvard Medical School, Research Associate
• 研究期間 (年度): 1994
• 研究課題ステータス: 完了 (1994年度)
• 配分額: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 1994年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
• キーワード: VIIIコラーゲン / 平滑筋細胞 / ケラチノサイト / トランスジェーニックマウス

研究概要

これまで私共はEC(Endothelial Cell)コラーゲンとして知られていたVIII型コラーゲンα1およびα2鎖の構造、ヒト染色体上の位置、発現細胞等について調べてきたが、今回は培養内皮細胞による発現様式、培養皮膚ケラチノサイトによる合成、さらにトランスジェーニックマウスによるVIII型コラーゲンのマウスin vivoにおける発現について検討したので報告する.
ヒト大動脈内皮細胞、帯内皮細胞を酵素処理により細胞を単離し、培養に供し、典型的な内皮細胞を得た.継代を繰り返し、10代程度になると細胞が偏平化する.この細胞を用いて全RNA中のα1(VIII)およびα2(VIII)鎖をコードするmRNAを調べると、生体から単離して培養に供し、細胞が偏平化するまで両遺伝子が発現していることがわかった.さらにI型コラーゲン、III型コラーゲン、V型コラーゲンをコードするmRNAについても発現していることがわかった.またラット腹部大動脈より平滑筋細胞を単離し、培養して数継代目にヘパリンを投与し、平滑筋細胞の産生するコラーゲンを調べたところ、75kDaのサイズの、細菌性コラゲナーゼで消化されるコラゲナーゼ鎖が検出された.これがヘパリン投与することによってコラーゲン鎖の産生は20〜30倍増強される.このコラーゲン鎖の同定については、研究代表者らはVIII型コラーゲンではないかと推測しているが未だ照明はされていない.
以前の実験でマウスにおいてノザンプロット法でα1(VIII)およびα2(VIII)mRNAが存在することを示したが、今回ヒト皮膚由来のケラチノサイトを培養し、細胞から抽出した全RNAに対してヒトVIII型コラーゲンのプローブを反応させると明かに同じサイズのRNAに反応した.また、マウスの皮膚組織に対してin situハイブリダイゼーションを行うと、皮膚のケラチノサイトに対して強い陽性所見を得た.このことよりケラチノサイトがVIII型コラーゲンの産生細胞であることが判明した.
VIII型コラーゲン遺伝子がどの組織に発現するかを見極めるための実験としてマウスプロモーター領域をLac Z遺伝しをレポーター遺伝子として接続しトランスジェーニックを作成し、検討を繰り返したところ、いくつかのトランスジェーニックマウスの系統が得られた.系統によってレポーター遺伝子の発現が異なっていたので、今回は直接マウス胎児を用いてin situハイブリダイゼーションを行ったところ、基本的にレポーター遺伝子の発現していた臓器および組織にはすべて強い陽性所見が得られたので、VIII型コラーゲン遺伝子発現をねらったトランスジェーニックマウス実験の正当性が証明された.

研究成果

• [文献書誌] Oohashi T.,Sugimoto M.,Mattei M.-G.,and Ninomiya Y.: "Identification of a new collagen IV chain,α6(IV),by cDNA isolation and assignment of the gene to chromosome Xq22,which is the same locus for COL4A5." J Biol Chem. 269. 7520-7526 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Sugimoto M.,Oohashi T.,and Ninomiya Y.: "The two genes,COL4A5 and COL4A6,coding for the two new basement membrane collagen chains,α5(IV) and α6(IV),are located head-to-head in close proximity on chromosome Xq22 and COL4A6 is transcribed from two alternate promoters." Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.91. 11679-11683 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Iyama K.-I.,Kitaoka M.,Monda M.,Ninomiya Y.,and Hayashi M.: "Co-expression of collagen types II and XmRNAs in newly formed hypertrophic chondrocytes of the embryonic chick vertebral body demonstrated by double fluorescence in situ hybridization." Histochem.J.26. 844-849 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Inoguchi K.,Yoshioka H.,Khaleduzzaman M.,and Ninomiya Y.: "The mRNA for the α(XIX)collagen chain,a new member of FACITs,contain a long unusual 3′ untranslated region and displays many unique splicing variants." J.Biochem.(Tokyo). 117. 137-146 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Yoshioka H.,Greenwel P.,Inoguchi K.,Truter S.,Inagaki Y.,Ninimiya Y.,and Ranirez F.: "Structural and functional analysis of the promoter of the human α(XI) collagen gene." J.Biol.Chim.270. 418-424 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Li Y.,Lacerda D.A.,Warman M.L.,Beier D.R.,Yoshioka Y.,Ninomiya Y.,Oxford J.T.,Morris N.P.,Andrikopoulos K.,Ramirez F.,Wardell B.B.,Lifferth G.D.,Teuscher C.,Woodward S.R.,Taylor B.A.,Seegmiller R.E.,and Olsen B.R.: "A fibrillar collagen gene,Col11al,is essential for skeletal morphogenesis." Cell. 80. 423-430 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 二宮善文: "IV型コラーゲンの遺伝子構造とその発現調節" 医学と薬学32巻4号,日本DPCコ-ポレーション, 701-705 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 二宮善文,吉岡秀克,阿部信寛: "軟骨コラーゲン" THE BONE Vol.8 No.4(株)メディカルレビュー社, 39-49 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 吉岡秀克,大橋俊孝,二宮善文: "腎糸球体のコラーゲン" 腎と透析 第37巻第6号 東京医学社, 1075-1083 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Oohashi T., Sugimoto M., Mattei M.-G., and Ninomiya Y.: "Identification of a new collagen IV chain, alpha6 (IV), by cDNA isolation and assignment of the gene to chromosome Xq22, which is the same locus for COL4A5." J Biol Chem. 269. 7520-7526 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Sugimoto M., Oohashi T., and Ninomiya Y.: "The two genes, COL4A5 and COL4A6, coding for the two new basement membrane collagen chains, alpha5 (IV) and alpha6 (IV), are located head-to-head in close proximity on chromosome Xq22 and COL4A6 is transcribed from two alternate promoters." Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.91. 11679-11683 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Iyama K.-I., Kitaoka M., Monda M., Ninomiya Y., and Hayashi M.: "Co-expression of collagen types II and X mRNAs in newly formed hypertrophic chondrocytes of the embryonic chick vertebral body demonstrated by double fluorescence in situ hybridization." Histochem.J.26. 844-849 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Inoguchi K., Yoshioka H., Khaleduzzaman M., and Ninomiya Y.: "The mRNA for the alpha1 (XIX) collagen chain, a new member of FACTTs, contain a long unusual 3'untranslated region and displays many unique splicing variants." J.Biochem. (Tokyo). 117. 137-146 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yoshioka H., Greenwel P., Inoguchi K., Truter S., Inagaki Y., Ninomiya Y., and Ramirez: "Structural and functional analysis of the promoter of the human alpha1 (XI) collagen gene." J.Biol.Chem.270. 418-424 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Li Y., Lacerda D.A., Warman M.L., Beier D.R., Yoshioka Y., Ninomiya Y., Oxford J.T., Morris N.P., Andrikopoulos K., Ramirez F., Wardell B.B., Lifferth G.D., Teuscher C., Woodward S.R., Taylor B.A., Seegmiller R.E., and Olsen B.R.: "A fibrillar collagen gene, Col11a1, is essential for skeletal morphogenesis." Cell. 80. 423-430 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yoshifumi Ninomiya: Medicine and Pharmacology. Structure and regulation of collagen type IV genes, 701-705 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yoshifumi Ninomiya, Hidekatsu Yoshioka, and Nobuhiro Abe: Medical Review Corporation. Cartilage collagens, 39-49 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hidekatsu Yoshioka, Toshitaka Oohashi, and Yoshifumi Ninomiya: Tokyo Medicals. Glomerular collagens in kidney, 1075-1083 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より