エクトドメインシェディングの意義と分子メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 16207014
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 細胞生物学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 目加田 英輔 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (20135742)
• 研究分担者: 岩本 亮 大阪大学, 微生物病研究所, 助教授 (10213323) ; 水島 寛人 大阪大学, 微生物病研究所, 助手 (30379094)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 51,090千円 (直接経費: 39,300千円、間接経費: 11,790千円); 2005年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円); 2004年度: 36,400千円 (直接経費: 28,000千円、間接経費: 8,400千円)
• キーワード: HB-EGF / エクトドメインシェディン / プロテアーゼ / ADAM / エクトドメインシェディング / シグナル伝達

研究概要

エクトドメインシェディングは膜タンパク質の活性制御に非常に重要な意味を持つ。膜結合型細胞増殖因子HB-EGFの作用にとってエクトドメインシェディングは極めて重要な調節機構である。HB-EGFのエクトドメインシェディングには、PKC、Ras-ERK経路、p38MAPK経路が関与することが知られているが、これらがどのような機構でプロテアーゼとつながるのか、その詳細な分子機構は不明である。本研究では、HB-EGF研究をベースに、シェディングに関る分子群を明らかにし、シェディングの調節機構と生物学的意義の解明を目的として実験を行い、以下のことを明らかにした。
1)アダプターとしてのADAM分子の機能解析:プロテアーゼ活性を持たないADAM12をVero細胞に過剰発現させると、HB-EGFのシェディングが誘導されることを見いだした。種々の変異体を作成して、どの部位が活性に関与しているかを解析した。また免疫共沈法による共沈実験からADAM12とHB-EGFがアソシエーションしていることが明らかとなり、この分子は、エクトドメインシェディングに関わる一連の反応過程で何らかのアダプター分子として働いていることが示された。
2)HB-EGFの過剰切断を抑制する薬剤のスクリーニング:HB-EGFのエクトドメインシェディングを抑制する薬剤のスクリーニングを行った。その結果、HB-EGFのシェディングを抑制する数種の低分子化合物を見いだした。
3)siRNAライブラリーによる切断促進因子のスクリーニング:HB-EGFを発現した細胞を用いて、siRNA法で切断を促進する遺伝子をスクリーニングする方法の構築を行った。構築した方法を用いて予備的にスクリーニングを行ったところ、明らかにエクトドメインシェディングが抑制されたと思われる細胞群を得ることができ、本スクリーニングが有望な方法であることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Cytoplasmic Domain Phosphorylation of Heparin-Binding EGF-like Growth Factor. (2006)
  • 著者名/発表者名: Wang, X.
  • 雑誌名: Cell Struct. Funct. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cytoplasmic Domain Phosphorylation of Heparin-Binding EGF-like Growth Factor. (2006)
  • 著者名/発表者名: Wang, X.
  • 雑誌名: Cell Struct.Funct. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cytoplasmic Domain Phosphorylation of Heparin-Binding EGF-like Growth Factor. (2006)
  • 著者名/発表者名: Wang, X., Mizushima, H., Adachi, S., Oishi, M., Iwamoto, R., Mekada, E.
  • 雑誌名: Cell Struct.Funct. (in press.)
  • NAID: 130004053854
• [雑誌論文] HB-EGF promotes epithelial cell migration in eyelid development. (2005)
  • 著者名/発表者名: Mine, N.
  • 雑誌名: Development 132 ページ: 4317-4326
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Clinical significance of heparin-binding epidermal growth factor-Like growth factor in peritoneal fluid of ovarian cancer. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yagi, H.
  • 雑誌名: Brit. J. Cancer 92 ページ: 1737-1745
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Heparin-binding EGF-like growth factor accelerates keratinocyte migration and skin wound healing. (2005)
  • 著者名/発表者名: Shirakata, Y.
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 118 ページ: 2363-2370
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Clinical significance of heparin-binding EGF (epidermal growth factor)-like growth factor and ADAM (a disintegrin and metalloprotease) 17 expression in human ovarian cancer. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, T.
  • 雑誌名: Clin. Cancer Res. 11 ページ: 4783-4792
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Soluble form of heparin-binding EGF-like growth factor contributes to retinoic acid-induced epidermal hyperplasia. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kumura, R.
  • 雑誌名: Cell Struct. Funct. 30 ページ: 35-42
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Clinical significance of heparin-binding epidermal growth factor-Like growth factor in peritoneal fluid of ovarian cancer. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yagi, H.
  • 雑誌名: Brit.J.Cancer 92 ページ: 1737-1745
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Heparin-binding EGF-like growth factor accelerates keratinocyte migration and skin wound healing. (2005)
  • 著者名/発表者名: Shirakata, Y.
  • 雑誌名: J.Cell Sci 118 ページ: 2363-2370
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Clinical significance of heparin-binding EGF (epidermal growth factor)-like growth factor and ADAM (a disintegrin and metalloprotease) 17 expression in human ovarian cancer. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, T.
  • 雑誌名: Clin.Cancer Res 11 ページ: 4783-4792
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Soluble form of heparin-binding EGF-like growth factor contributes to retinoic acid-induced epidermal hyperplasia. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kimura, R.
  • 雑誌名: Cell Struct.Funct 30 ページ: 35-42
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] HB-EGF promotes epithelial cell migration in eyelid development. (2005)
  • 著者名/発表者名: Mine, N., Iwamoto, R., Mekada, E.
  • 雑誌名: Development 132 ページ: 4317-4326
• [雑誌論文] Clinical significance of heparin-binding epidermal growth factor-Like growth factor in peritoneal fluid of ovarian cancer. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yagi, H., Miyamoto, S., Tanaka, Y., Sonoda, K., Kobayashi, H., Kishikawa, T., Iwamoto, R., Mekada, E., Nakano, H.
  • 雑誌名: Brit.J.Cancer 92 ページ: 1737-1745
• [雑誌論文] Heparin-binding EGF-like growth factor accelerates keratinocyte migration and skin wound healing. (2005)
  • 著者名/発表者名: Shirakata, Y., Kimura, K., Nanba, D., Iwamoto, R., Tokumaru, S., Morimoto, C., Yokota, K., Nakamura, M., Sayama, K., Mekada, E., Higashiyama, S., Hashimoto, K.
  • 雑誌名: J.Cell Sci. 118 ページ: 2363-2370
• [雑誌論文] Clinical significance of heparin-binding EGF (epidermal growth factor)-like growth factor and ADAM (a disintegrin and metalloprotease) 17 expression in human ovarian cancer. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, T., Miyamoto, S., Suzuki, S.O., Oki, E., Yagi, H., Sonoda, K., Yamazaki, A., Mizushima, H., Maehara, Y., Mekada, E., Nakano, H.
  • 雑誌名: Clin.Cancer Res. 11 ページ: 4783-4792
• [雑誌論文] Soluble form of heparin-binding EGF-like growth factor contributes to retinoic acid-induced epidermal hyperplasia. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kinmura, R., Iwamoto, R., Mekada, E.
  • 雑誌名: Cell Struct.Funct. 30 ページ: 35-42
  • NAID: 130004137496
• [雑誌論文] Heparin-binding EGF-like growth factor and the LPA-induced ectodomain shedding pathway is a promising target for the therapy of ovarian cancer. (2004)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto, S.他12名
  • 雑誌名: Cancer Res. 64・16 ページ: 5720-5727
• [雑誌論文] Suppression of the biological activities of the EGF-like domain by the heparin-binding domain of heparin-binding EGF-like growth factor. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takazaki, R.他3名
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279・45 ページ: 47335-47343
• [雑誌論文] Requirement for TSP-15, a tetraspanin protein, for epidermal integrity in Caenorhabditis elegans. (2004)
  • 著者名/発表者名: Moribe, H., 他4名
  • 雑誌名: J.Cell Sci. 117・22 ページ: 5209-5220
• [雑誌論文] Tetraspanin protein CD9 is a novel paranodal component regulating paranodal junctional formation. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi, T., 他6名
  • 雑誌名: J.Neurosci. 24・1 ページ: 96-102