ヒアルロン酸合成阻害剤によるヒアルロン酸欠損細胞外マトリックスの形成

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07680668
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 中村 敏也 弘前大学, 医療技術短期大学部, 助教授 (00155847)
• 研究分担者: 棟方 秀和 弘前大学, 医学部, 助手 (80271807) ; 高垣 啓一 弘前大学, 医学部, 助教授 (70163160)
• キーワード: ヒアルロン酸 / 合成阻害剤 / 細胞外マトリックス / ヒト皮膚線維芽細胞 / 4-メチルウンベリフェロン / デコリン

研究概要

ヒト皮膚線維芽細胞を0.5mMの4-メチルウンベリフェロンの存在下に培養すると、この細胞のヒアルロン酸合成量が顕著に低下し、その糖鎖長も短いものとなった。この結果、高分子ヒアルロン酸をほとんど含まない細胞外マトリックスが形成されることが知られた。無細胞系でのヒアルロン酸合成実験により、4-メチルウンベリフェロンはヒアルロン酸合成酵素の細胞膜上への発現を抑制し、その結果としてヒアルロン酸合成量を抑制している可能性が示唆された。透過型電顕による形態学的観察の結果、ヒアルロン酸欠損細胞外マトリックスでは細胞と細胞の間隔が狭くなり、更にマトリックス成分が希薄になっているのが認められた。次に、ヒアルロン酸以外の細胞外マトリックス成分への4-メチルウンベリフェロンの影響を生化学的に検討した。まず、培地におけるヒアルロン酸結合性タンパク質の挙動を調べたところ、4-メチルウンベリフェロンによりヒアルロン酸結合性タンパク質が減少しており、特に分子量83kのタンパク質の減少が顕著であった。このことは、ヒアルロン酸合成の阻害により細胞周囲にヒアルロン酸が存在しなくなったため、ヒアルロン酸と相互作用しながらマトリックスを構築すべきタンパク質の合成もまた減少したものと考えられた。また、プロテオグリカンについては全体の合成量には大きな変化はなかったものの、デコリンだけはその合成量が亢進していることが知られた。更に、本来1本であるデコリンの糖鎖が、4-メチルウンベリフェロンにより2本に増加していることが知られた。このことは、4-メチルウンベリフェロンにより欠損したヒアルロン酸の役割の一端を、細胞がデコリンの構造変化を介して補おうとしている可能性を示唆した。

研究成果

• [文献書誌] Toshiya Nakamura: "Hyaluronic-acid-deficient extracellular matrix induced by addition of 4-methyl-umbelliferone to the medium of cultured human skin fibroblasts" Biochemical and Biophysical Research Communications. 208. 470-475 (1995)
• [文献書誌] Shigeru Shibata: "HNK-reactive nov 9 oligosaccharide,sulfate-O-3GlcA β1-4Xyl β1-(4-methyl-umbelliferone),synthesized by cultured human skin fibroblasts" Journal of Biological Chemistry. 270. 13794-13798 (1995)
• [文献書誌] Keiichi Takagaki: "Characterization and biological significance of sialyl α2-3galactosyl β1-4xylosyl β1-(4-methylumbelliferone)synthesized in cultured human skin fibroblasts" Journal of Biochemistry. 119. 697-702 (1996)
• [文献書誌] Toshiya Nakamura: "New hyaluronan-degrading enzymes" Connective Tissue. 28. 15-19 (1996)
• [文献書誌] Kanji Tanaka: "Regulation of hyaluronate metabolism by progesterone in cultured fibroblasts from the human uterine cervix" FEBS Letters. 402. 223-226 (1997)
• [文献書誌] Toshiya Nakamura: "Effect of 4-methylumbelliferone on cell-free synthesis of hyaluronic acid" Biochemistry and Molecular Biology International. 43. 263-268 (1997)