アクチン結合蛋白質ユフィリン・αアクチニンなどによる平滑筋細胞の形態の調節

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04263209
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 大日方 昂 千葉大学, 理学部, 教授 (40012413)
• 研究分担者: 遠藤 剛 千葉大学, 理学部, 講師 (30194038)
• キーワード: 平滑筋 / コフィリン / トロポニン / アクチン結合蛋白質 / アクチンフィラメント / プロフィリン

研究概要

平滑筋内のアクチン結合蛋白質(コフィリンとプロフィリン)に関し、細胞内の作用、分子構造などを検討した。
1)ほ乳類のコフィリンアイソフォームおよび平滑筋での発現:ほ乳類には筋型および非筋型コフィリンが存在、平滑筋(大動脈)では前者が主に発現することがわかった。そこで、筋型コフィリンのcDNAをPCR法によりクローン化、その配列を決定した。アミノ酸配列は、非筋型アイソフォームと80.3%の一致をみた。筋型、非筋型コフィリンの発現をノーザンブロット法で調べた結果、前者は骨格筋、心筋、精巣、C2筋管細胞などで、後者は脳、精巣、胃、C2筋芽細胞などで顕著に検出された。平滑筋株細胞(PAC1とA10)では、通常は非筋型のみを発現するが、IGFとトランスフェリンを含む無血清培地で、筋型コフィリンの出現がみられた。
2)培養筋細胞内でのコフィリンのアクチン繊維への作用の検討:大腸菌内でコフィリンを合成、これを蛍光標識して若い筋細胞に多量に注入したとき、細胞内のアクチン繊維は速やかに崩壊してアクチンとコフィリンからなるロッドを形成した。しかし、24時間を経るとアクチン繊維は再生された。一方、コフィリンcDNAのトランスフェクションにより筋細胞内のコフィリンの発現量を高めたとき、そのままではアクチンへの強い作用は見られず、細胞の熱刺激やDMSO刺激によりコフィリンは活性化され、アクチン繊維の消失とアクチン/コフィリンロッドの形成が起こった。これらより、コフィリンは細胞内でその活性は制御を受けていると考えられた。また、細胞周期に依存してコフィリンのリン酸化が著しく変化、リン酸化がコフィリンの活性制御の一因であることを見いだした。
3)平滑筋でのプロフィリンの発現:幼若筋で発現するプロフィリンcDNAのほぼ全長の配列を決定した。親平滑筋(砂嚢)でもこのmRNAの多量発現がわかった。

研究成果

• [文献書誌] Fukami,K.: "Requirement of phosphatidylinositol 4,5-bisphos-phate for α-actinin Function." Nature. 359. 150-152 (1992)
• [文献書誌] Endo,Takeshi: "Retinoblastoma gene product Rb accumulates during myogenic differentiation and is deinduced by the expression of SV40 large T antigen." J.Biochem.112. 427-430 (1992)
• [文献書誌] Ono,Shoichi: "Colocalization of ADF and cofilin in intra-nuclear actin rods of cultured muscle cells." J.Muscle Res.Cell Motility. (1993)
• [文献書誌] Nakae,Hiroki: "Ascidian entactin/nidogen:implication of evolution by shuffling two kinds of cysteine-repeats." Eur.J.Biochem.(1993)
• [文献書誌] Abe,Hiroshi: "Cellular distrubution and intranuclear locali-zation of cofilin in cultured myotubes." Exp.Cell Res.(1993)
• [文献書誌] Nakae,Hiroki: "Immunochemical localization of troponin I and C in the muscles of Caenorhabditis elegans." Zool.Sci.(1993)
• [文献書誌] 大日方 昇: "新筋肉病学第5章5筋タンパクの発現と筋原線維形成(杉田・小沢・埜中編)" 南江堂, (1993)