ラミニンの細胞特異的な機能部位の同定と作用メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 14370735
• 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: 生物系薬学
• 研究機関: 東京薬科大学 (2004); 北海道大学 (2002-2003)
• 研究代表者: 野水 基義 東京薬科大学, 薬学部, 教授 (00311522)
• 研究分担者: 西 則雄 北海道大学, 大学院・工学研究科, 客員教授 (70001857) ; 宇谷 厚志 京都大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (10292707) ; 門谷 裕一 北里大学, 医学部, 講師 (10185887) ; 山田 純司 東京薬科大学, 薬学部, 助教授 (60200721) ; 高木 充弘 東京薬科大学, 薬学部, 助手 (90267493)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 10,200千円 (直接経費: 10,200千円); 2004年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円); 2003年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 2002年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
• キーワード: 基底膜 / ラミニン / シンデカン / 細胞接着 / ペプチド / インテグリン / 創傷治癒

研究概要

基底膜の主役的存在であるラミニン由来の活性ペプチドの同定と、それらが器官発生、神経再生、創傷治癒などの高次生命現象に及ぼす役割を解明し、細胞特異的に働く活性ペプチドを医薬分野などに応用するための基盤づくりを目的に研究を行った。ラミニン-1分子の細胞接着活性部位の情報をもとに他のラミニンアイソフォーム(ラミニン-2からラミニン-15)の相同部位の組換えタンパクと合成ペプチドを作成し生物活性の測定を行った。まず、ラミニンの生物活性に最も重要な働きをしているラミニンα鎖のC末端部分のGドメインの生理学的な意味を解明するため、10種類の組換えタンパクとそのアミノ酸配列を網羅する合成ペプチド(約1000種類)を作成し、細胞接着活性の測定やそのレセプターの同定を行ったところ、細胞接着だけでなく神経突起伸長や細胞遊走を促進する8種類の活性ペプチドを同定することができた。次に、ラミニンα3鎖とα4鎖のGドメインのC末端部分LG4モジュールがプロテオグリカンであるシンデカンを介して細胞に対し作用することがわかり、その活性部位のアミノ酸配列を決定した。また、ラミニンα3鎖Gドメイン由来の活性ペプチドであるA3G756はシンデカンをレセプターとし、p38、ERKなどのMAPキナーゼ経路を介してMMP-1の発現を誘導することがわかった。さらに、ラミニンα1鎖のこの相同部位が、インテグリンに作用することも明らかにすることができた。これらの結果はラミニンの鎖特異的な活性を示すもので、ラミニンの細胞(あるいは組織)特異的な作用の解明につながるものである。これらの活性アミノ酸配列がラミニン分子のループ部位に存在することが示唆さえているため、ループ構造をミミックした環状ペプチドを作成したところ、鎖状のものに比べ遙かに強くシンデカンやインテグリンなどのレセプターに結合することがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Bifunctional peptides derived from homologuos loop regions in the laminin α chain LG4 modules interact with both α2β1 integrin and syndecan-2. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fumiharu Yokoyama ら
  • 雑誌名: Biochemistry 44 ページ: 9581-9589
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Functional sites in the laminin alpha chains. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nobuharu Suzuki ら
  • 雑誌名: Connect. Tissue Res. 46 ページ: 142-152
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Bifunctional peptides derived from homologuos loop regions in the laminin a chain LG4 modules interact with both α2β1 integrin and syndecan-2. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama, F., Suzuki, N., Kadoya, Y., Utani, A., Nakatsuka, H., Nishi, N., Haruki, M., Kleinman, H.K., Nomizu, M.
  • 雑誌名: Biochemistry 44 ページ: 9581-9589
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Functional sites in the laminin alpha chains. (2005)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, N., Yokoyama, F., Nomizu, M.
  • 雑誌名: Connect., Tissue Res. 46 ページ: 142-152
  • NAID: 10018086866
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Multifunctional peptide fibrils for biomedical materials. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shingo Kasai ら
  • 雑誌名: Biopolymers 76 ページ: 27-33
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cyclic peptides from the loop region of the laminin alpha4 chain LG4 module show enhanced biological activity over liner peptides. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fumiharu Yokoyama ら
  • 雑誌名: Biochemistry 43 ページ: 13590-13597
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Multifunctional peptide fibrils for biomedical materials. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kasai, S., Ohga, Y., Mochizuki, M., Nishi, N., Kadoya, Y., Nomizu, M.
  • 雑誌名: Biopolymers 76 ページ: 27-33
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cyclic peptides from the loop region of the laminin alpha4 chain LG4 module show enhanced biological activity over linear peptides. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama, F., Suzuki, N., Haruki, M., Nishi, N., Oishi, S., Fujii, N., Utani, A., Kleinman, H.K., Nomizu, M.
  • 雑誌名: Biochemistry 43 ページ: 13590-13597
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cyclic peptides from the loop region of the laminin alpha4 chain LG4 module show enhanced biological activity over linear peptides. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fumiharu Yokoyamaら
  • 雑誌名: Biochemistry 43 ページ: 13590-13597
• [雑誌論文] Active sites in the carboxyl-terminal region of the laminin alpha chain in Drosophila neuronal cell spreading. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yasumitsu Takagiら
  • 雑誌名: Arch.Insect.Biochem.Physiol. 56 ページ: 162-169
• [雑誌論文] Identification of an active site on the laminin α5 chain G-domain that binds to CD44 and inhibits malignancy. (2004)
  • 著者名/発表者名: Suguru Hibinoら
  • 雑誌名: Cancer Res. 64 ページ: 4810-4816
• [雑誌論文] Characterization of a fasciclin I-like protein with cell attachment activity from sea urchin (Strongylocentrotus intermedius) ovaries. (2004)
  • 著者名/発表者名: Koji Satoら
  • 雑誌名: Arch.Biochem.Biophys. 424 ページ: 1-10
• [雑誌論文] Multifunctional peptide fibrils for biomedical materials. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shingo Kasaiら
  • 雑誌名: Biopolymers 76 ページ: 27-33
• [雑誌論文] Laminin-1 peptide-conjugated chitosan membranes as a novel approach for cell engineering. (2003)
  • 著者名/発表者名: Mayumi Mochizuki ら
  • 雑誌名: FASEB J. 17 ページ: 875-877
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Biological Activities of Homologous Loop Regions in the Laminin Alpha Chain G Domains. (2003)
  • 著者名/発表者名: Nobuharu Suzuki ら
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 278 ページ: 45697-45705
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Laminin-1 peptide-conjugated chitosan membranes as a novel approach for cell engineering. (2003)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki, M., Kadoya, Y., Wakabayashi, Y., Kato, K., Okazaki, I., Yamada, M., Sato, T., Sakairi, N., Nishi, N., Nomizu, M.
  • 雑誌名: FASEB J. 17 ページ: 875-877
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Biological Activities of Homologous Loop Regions in the Laminin Alpha Chain G Domains. (2003)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, N., Nakatsuka, H., Mochizuki, M., Nishi, N., Kadoya, Y., Utani, A., Oishi, S., Fujii, N., Kleinman, H.K., Nomizu, M.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 278 ページ: 45697-45705
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of heparin binding sites in the laminin α2 chain LG4-5 module
  • 著者名/発表者名: Takashi Yoshimuraら
  • 雑誌名: Peptide Science 2004 (印刷中)
• [文献書誌] Atsushi Utani: "Laminin α3 chain LG4 module induces matrix metalloproteinase-1 (MMP-1) through MAPK signaling"J.Biol.Chem.. 278. 34483-34490 (2003)
• [文献書誌] Nobuharu Suzuki: "Syndecan binding sites in the laminin α1 chain G domain"Biochemistry. 42. 12625-12633 (2003)
• [文献書誌] M.Lourdes Ponce: "Identification of a potent peptide antagonist to an active laminin-1 sequence that blocks angiogenesis and tumor growth"Cancer Res.. 63. 5060-5064 (2003)
• [文献書誌] Yuichi Kadoya: "Role for laminin-α5 chain LG4 module in epithelial branching morphogenesis"Dev.Biol.. 263. 153-164 (2003)
• [文献書誌] Nobuharu Suzuki: "Biological Activities of Homologous Loop Regions in the Laminin α Chain G Domains"J.Biol.Chem.. 278. 45697-45705 (2003)
• [文献書誌] Shingo Kasai: "Multifunctional peptide fibrils for biomedical materials"Biopolymers. 76. 27-33 (2004)
• [文献書誌] Masayoshi Makino: "Identification of Cell Binding Sites in the Laminin α5 Chain G domain"Exp. Cell Res.. 277. 95-106 (2002)
• [文献書誌] Kozue Kato: "Identification of neurite outgrowth promoting sites on the laminin α3 chain G domain"Biochemistry. 41. 10747-10753 (2002)
• [文献書誌] Ikuko Okazaki: "Identification of biologically active sequences in the laminin α4 chain G domain"J.Biol.Chem.. 277. 37070-37078 (2002)
• [文献書誌] Masanori Yamada: "Ile-Lys-Val-Ala-Val (IKVAV)-containing laminin α1 chain peptides form amyloid-like fibrils"FEBS Letters. 530. 48-52 (2002)
• [文献書誌] Mayumi Mochizuki: "Laminin-1 peptide-conjugated chitosan membranes as a novel approach for cell engineering"FASEB Journal. (印刷中). (2003)
• [文献書誌] Junko lnagaki: "An association o IgG anti-laminin-1 autoantibodies with endometriosis infertile patients"Human Reproduction. (印刷中). (2003)