癌の転移・浸潤に関わる膜結合型マトリックスメタロプロティナーゼの構造と機能解析

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07273225
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 佐藤 博 金沢大学, がん研究所, 助手 (00115239)
• キーワード: 転移 / 浸潤 / マトリックスメタロプロテイナーゼ / ゼラチナーゼA

研究概要

高転移性癌組織においてMMPによる組織破壊活性が高いことが知られている。我々は癌組織における特異的なゼラチナーゼA活性化に注目し、ゼラチナーゼA活性化に関わる遺伝子としてMT‐MMPをクローニングした。本研究ではMT‐MMPの構造と機能を解析すると共にMT‐MMPを標的とした抗癌、抗転移剤開発のためのスクリーニング系を開発する事を目的とした。癌組織においてはゼラチナーゼA活性化と共に活性化型ゼラチナーゼAの癌細胞への特異的な結合が認められることからMT‐MMPのゼラチナーゼAレセプターとしての機能を検討した。
I‐125‐標識ゼラチナーゼAとMT‐MMP発現プラスミド導入細胞をインキュベイトし、細胞への結合、活性化をSDS‐PAGEにより分析した結果、ゼラチナーゼAはMT‐MMP発現細胞に特異的に結合し、引き続き中間体まで変換される事が明らかとなった。中間体から活性化型まではゼラチナーゼA自身の酵素活性を必要とすることから自己触媒的に変換されることが示唆された。一方で、リコンビナントMT‐MMPタンパクによるゼラチナーゼA活性化反応の再構成実験を試みた。MT‐MMPのキャタリティックドメインをグルタチオンSトランスフェラーゼとの融合タンパクとして大腸菌で発現させグルタチオンビーズゲルにより精製した。精製MT‐MMP融合タンパクをゼラチナーゼAとインキュベイトしその後ゼラチンザイモグラフィーにより分析した。その結果MT‐MMP融合タンパクによってゼラチナーゼAの特異的なプロセッシングが認められた。ゼラチナーゼAのAsn66‐LeuをIle‐Valに変換した変異体ではプロセッシングが起こらず、この部位で切断が起こることが示唆された。融合タンパクによるプロセッシングはMMPの特異的な阻害剤であるTIMP‐2,BB‐94により顕著に抑制されたことから、この系が阻害剤スクリーニングに有用であることが示された。

研究成果

• [文献書誌] E.Lengyel,: "Induction of Mr 92,000 type IV collagenase expression in a squamous cell carcinoma cell line by fibroblasts." Cancer Research. 55. 963-967 (1995)
• [文献書誌] T.Takino: "Cloning of a human gene potentially encoding a novel matrix metalloproteinase having a C‐terminal transmembrane domain:" Gene. 155. 293-298 (1995)
• [文献書誌] M.Yu: "Complex regulation of membrane‐type metalloproteinase expression and matrix metalloproteinase‐2 activation by concanavalin A in MDA‐MB‐231 human breast Cancer Cells" Cancer Research. 55. 3272-3277 (1995)
• [文献書誌] H.Nomura: "Expression of membrane‐type matrix metalloproteinase in human gastric carcinoma:" Cancer Research. 55. 3263-3266 (1995)
• [文献書誌] S.J.Atkinson: "Intermolecular autolytic cleavage can contribute to the activation of progelatinase A by cell membranes:" J. Biol. Chem.270. 30479-30485 (1995)
• [文献書誌] M.Yamamoto: "Differential expression of membrane‐type matrix metalloproteinase and its correlation with gelatinase A activation in human malignant brain tumors in vivo and in vitro:" Cancer Research. 56. 384-392 (1996)