基底膜コラーゲン遺伝子の機能解析に関する共同研究

• 研究課題/領域番号: 11694280
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 代謝学
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 二宮 善文 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (70126241)
• 研究分担者: 米澤 朋子 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (30304299) ; 百田 龍輔 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (80263557) ; 大橋 俊孝 岡山大学, 大学院・医歯学総合研究科, 講師 (50194262) ; 植木 靖好 岡山大学, 医学部, 助手 (60304309)
• 研究期間 (年度): 1999 – 2001
• 研究課題ステータス: 完了 (2001年度)
• 配分額: 8,200千円 (直接経費: 8,200千円); 2001年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 2000年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 1999年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
• キーワード: IV型コラーゲン / ノックアウトマウス / 高分子会合体 / 基底膜 / 血管内皮細胞 / 遺伝子発現制御

研究概要

基底膜の機能解析に関する三年間の研究結果として次のような研究結果が得られた。
1)Col4a遺伝子発現停止マウスの解析を行うことにより、α(IV)鎖の生体内における生物学的機能について推測することが出来た。col4a3遺伝子のノックアウトマウスを入手したのでこのマウスの解析を行なうことにより、IV型コラーゲン遺伝子の機能を解析する方法論を設定できた。また、他のcol4a遺伝子ノックアウトマウスの作成を新たに開始したので、IV型コラーゲン遺伝子の発現を完全に停止したマウスの表現系の解析が可能になった。
2)IV型コラーゲン分子の会合体様式の解析
新しい解析方法、コラーゲン部分を細菌コラゲナーゼで分解し、NC1ヘキサマー解析を、未変性コラーゲンを認識する特異的モノクローン抗体を用いた免疫沈降と、変性したコラーゲン鎖を認識する特異的モノクローン抗体を用いたウエスタンブロット解析により、生体内での高分子会合体様式の解析に成功した。その結果、腎糸球体ではα3α4α5鎖によるネットワークとα1α2によるネットワークが別々に構築されていることが分かった。他に平滑筋細胞周囲基底膜の解析も行ない、こちらはハイブリッドネットより構築されていることが分かった。
3)腎糸球体基底膜の解析によりその特異機能はα3α4α5鎖によるネットワークによることが明確になったが、同様のα3α4α5鎖会合体が脳脈絡叢基底膜にも存在することを明らかにした。これは上衣細胞が産生し、血液成分の濾過を行なうための基底膜のfiltration機能と大きく関わりあうことが判明した。

研究成果

• [文献書誌] Morello R et al.: "Reguration of glomerular basement membrane collagen expression by LMXIB contributes to reral disease in mail pattella syndrome"Nat.Genet.. 27・2. 205-208 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kan-yu Nakano et al.: "Loss of alvedlar basement membrane type IV collagen α3,α4,and α5 chains in bronchio alvedlar carcinoma of the lung"J.Pathol.. 194・4. 419-426 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Dorin-Bogdan Borza et al.: "The NC1 domain of collagen IV encodes a novel network composed of the α1,α2,α5 and α6 chains in the smooth muscle basement membrane"J.Biol.Chem.. 276. 28532-28540 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Heikkila P. et al.: "Adenovirus mediated transfer of type IV collagen α5 chain cDNA into swine kidney in vivo : deposition of the protein into the glomerular basement membrane"Gene Ther.. 8. 882-890 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Harvey S.J.et al.: "The inner ear of dogs with X-linked nephritis provides clues to the pathogenesis of hearing loss in X-linked alport syndrome"Am.J.Pathol.. 159. 1097-1104 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Noriyuki Nagai et al.: "Localization of type IV collagen α1 to α6 chains in basement membrane during mouse molar germ development"Int.J.Dev.Biol.. 45. 827-831 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Morello R, Zhou G, Dreyer SD, Harvey SJ, Ninomiya Y, Thorner PS, Miner JH, Cole W, Winterpacht A, Zabel B, Oberg KC, Lee B.: "Regulation of glomerular basement membrane collagen expression by LMX1B contributes to renal disease in nail patella syndrome."Nat Genet.. 27(2). 205-208 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kan-ju Nakano, Ken-Ichi Iyama, Junji Tsuruta, Tsuyoshi Mori, Masakazu Yoshioka, Takehisa Hiraoka, Yoshikazu Sado, and Yoshifumi Ninomiya.: "Loss of alveolar basement membrane Type IV collagen α3, α4, and α5 chains in bronchioloalveolar carcinoma of the lung."J. Pathol.. 194 (4). 419-426 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Dorin-Bogdan Borza*, Olga Bondar*, Yoshifumi Ninomiya*, Yoshikazu Sado*, Ichiro Naito*, Parvin Todd, Billy G. Hudson.: "The NC1 domain of collagen IV encodes a novel network composed of the α1, α2, α5 and α6 chains in the smooth muscle basement membrane."J. Biol Chem.. 276. 28532-28540 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Heikkila P, Tibell A, Morita T, Chen Y, Wu G , Sado Y, Ninomiya Y, Pettersson E, Tryggvason K.: "Adenovirus-mediated transfer of type IV collagen alpha5 chain cDNA into swine kidney in vivo: deposition of the protein into the glomerular basement membrane."Gene Ther. 8. 882-90 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Harvey SJ, Mount R, Sado Y, Naito I, Ninomiya Y, Harrison R, Jefferson B, Jacobs R, Thorner PS.: "The inner ear of dogs with X-linked nephritis provides clues to the pathogenesis of hearing loss in X-linked Alport syndrome."Am J Pathol.. 159. 1097-104 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Noriyuki Nagai, Keisuke Nakano, Yoshikazu Sado, Ichiro Naito, Mehmet Gunduz, Hidetsugu Tsujigiwa, Hitoshi Nagatsuka, Yoshifumi Ninomiya and Chong-HuAT Siar: "Localization of Type IV collagen α1 to α6 chains in basement membrane during mouse molar germ development."Int. J. Dev. Biol.. 45. 827-831 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Morello R.et al.: "Regulation of glomerular basement membrane collagen expression by LMX1B contributes to renal disease in nail patella syndrome"Nat.Genet.. 27・2. 205-208 (2001)
• [文献書誌] Kan-yu Nakano et al.: "Loss of alveolar basement membrane type IV collagen α3,α4, and α5 chains in bronchisoalveolan carcinoma of the lung"J.Pathol.. 194・4. 419-426 (2001)
• [文献書誌] Doin-Bogdan Borga et al.: "The NC1 Domain of collagen IV encodes a novel network composed of the α1, α2, α5, and α6 chains in smooth muscle basement membranes"J.Biol.Chem.. 276. 28532-28540 (2001)
• [文献書誌] Heikkila P.et al.: "Adenovirus-mediated transfer of type IV collagen α5 chain cDNA into swinekidney in vivo: deposition of the protein into the glomerular basement membrane"Gene Ther.. 8. 882-890 (2001)
• [文献書誌] Harvey S.J et al.: "The inner ear of dogs with X-linked nephritis provides clues to the pathogenesis of hearing loss in X-linked Alport syndrome"Am.J.Pathol.. 159. 1097-1104 (2001)
• [文献書誌] Nooriyuki Nagai et al.: "Localization of type IV collagen α1 to a 6 chains in basement membrane during mouse molar germ development"Int.J.Dev.Biol. 45. 827-831 (2001)
• [文献書誌] Lee G.E. et al: "Expression of the α6 chain of type IV collagen in glomerular basement membranes of healthy adult dogs."Am.J.Vet.Res.. 61. 38-41 (2000)
• [文献書誌] Petitclere E. et al: "New functions for non-collagenous domains of human collagen type IV.Novel integsin ligands inhibitingangiogenesis and tumor growth in vivo. "J.Biol.Chem.. 275. 8051-8061 (2000)
• [文献書誌] Saito K. et al.: "Expression of mouse α5 (IV) and α6 (IV) collagen genes in epithelial basement membranes."J.Biochem (Tokyo). 128. 427-434 (2000)
• [文献書誌] Boutaud A. et al.: "Type IV collagen of the glomerular basement membrane : Evidence that the chain specificity of network assembly is encoded by noncollagenous"J.Biol.Chem.. 275. 30716-30724 (2000)
• [文献書誌] Hirakawa S. et al.: "The brain link protein-1 (BRAL1) : CDVA cloning , gonomic structure, and characterigation as a novel link protein expressed in adult brain"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 276. 982-989 (2000)
• [文献書誌] van Wezell et al.: "Ultrastructure and composition of call-exner bodies in bovine follicles"Call Tissue Res.. 296. 385-394 (1999)
• [文献書誌] Nakans S et al.: "Differential Tissular Expression and Localization of Type IV collagen α^1(IV),α^2(IV),α^5(IV) and α^6(IV) chains and their mRNAs"Laboratory Investigation. 79. 281-292 (1999)
• [文献書誌] Toth M. et al.: "Biosynthesis of α^2(IV) and α^1(IV) chains of collagen IV and interactions with matrix metalloprotenases-9"J. Cell Physiol. 180. 131-139 (1999)
• [文献書誌] Lee G E et al.: "New form of X-linked dominant hereditary nephritis in dogs"Am. J. Vet. Res.. 60. 373-383 (1999)
• [文献書誌] Zheng K et al.: "Absence of the α^6(IV) chain of collagen type IV in Alport syndrome is related to a failure at the protein assembly ecol"Am. J. Pathol. 154. 1883-1891 (1999)