2002 年度実績報告書

神経変性疾患と悪性腫瘍の分子医学

研究課題

研究課題/領域番号	10CE2006
研究機関	名古屋大学
研究代表者	高橋雅英名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (40183446)
研究分担者	古川鋼一名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (80211530) 祖父江元名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (20148315) 村松喬名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (00030891) 浜口道成名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (90135351)
キーワード	神経変性疾患 / 悪性腫瘍 / RET遺伝子 / ミッドカイン / Dorfin遺伝子 / 糖脂質糖鎖 / 癌の浸潤 / トランスジェニックマウス
研究概要	1.GDNF-RETシグナル伝達系の神経分化における役割 RETチロシンキナーゼの細胞内ドメインに存在するチロシン1062は細胞内シグナル伝達にとって極めて重要な役割を果たしていることを明らかにした。そこでチロシン1062からの細胞内シグナル伝達が神経細胞の分化にどのような影響を及ぼすかを解析する目的で、チロシン1062をフェニルアラニンに置換したノックインマウスを作成した。ヘテロのノックインマウスは形態学的に異常をしめさなかったが、ホモのノックインマウスは体重が30-40%に減少し、生後1ヶ月以内にすべて死亡した。ホモのマウスを解剖すると巨大結腸症を呈し、腸管神経細胞は小腸から大腸にかけてほぼ欠損しているものが大多数で、チロシン1062からのシグナルが腸管神経細胞の分化に極めて重要な役割を果たしていることが明らかになった。 2.ミッドカイン(MK)シグナルの作用機序について MKシグナル受容に関与するプロテイングリカンはPTPζとシンデカンである。PTPζはコンドロイチン硫酸プロテオグリカンであり、シンデカンはヘパラン硫酸プロテオグリカンである。私達はMKが結合する糖鎖構造についても研究し、コンドロイチン硫酸の場合はN-アセチルガラクトサミンの4位と6位が共に硫酸化されたEユニットとよばれる特異な構造が強く結合することを明らかにした。一方、ヘパラン硫酸の場合はいわゆるヘパリントリ硫酸ユニットのオリゴマーが必要であった。細胞表面からのMK伝達に加えて、MKの細胞内への取り込みが、生存促進などのMK作用に必要なことが判明した。この細胞内への取り込みにはLRPの存在が必須であった。細胞内で取り込まれたMKはヌクレオリンあるいはラミニン結合タンパク質プレカーサーの助けを借りて核内へ輸送されることも見出した。 3.筋萎縮性側索硬化症の病態関連分子の探索と機能解析筋萎縮性側索硬化症(ALS)の脊髄前角細胞で発現が増強している遺伝子としてDorfinをクローニングした。Dorfinの機能解析を行った結果、ALSの原因の1つである変異SOD1を特異的に認識して結合し、変異SOD1をユビキチン化して分解することにより、変異SOD1の毒性から神経細胞を保護している新規ユビキチンリガーゼであることを明らかにした。Dorfinはパーキンソン病におけるLewy小体にもその存在が確認され、広く神経変性疾患における神経細胞死のメカニズムに深く関わっている可能性を示唆した。 4.ノックアウトマウスを用いた糖脂質糖鎖の機能解析 GM2/GD2合成酵素遺伝子とGD3合成酵素遺伝子のダブルノックアウトマウスではGM3しか合成できず、大部分のガングリオシドの欠失を補正しきれなくて、より著明な神経変性を認めた。単独KOマウスでは見られなかった早期の神経変性と突然死(12週齢以後)、皮膚炎、異常行動などが認められた。特に難治性の皮膚損傷は末梢神経の変性に基づく知覚神経機能の低下が大きな要因となっているものと考えられ、神経組織の構築と生体調節機構が早期に破綻することを示唆している。症状的にはアトピー性皮膚炎によく似ており、詳しいメカニズムの解明が待たれる。今後、糖脂質糖鎖のさらに根幹部分の合成に関与するGM3合成酵素およびLactosyl-ceramide (LacCer)合成酵素遺伝子のKOマウスを作成して、神経系の形成に必要な糖鎖構造の検討を進める。 5.癌の浸潤・転移の分子機序についてヒアルロン酸過剰分泌の細胞機能に及ぼす影響を明らかにする為に、正常細胞の3Y1にヒアルロン酸合成酵素(HAS)遺伝子を強発現し、その影響を観察した。その結果、ヒアルロン酸の過剰発現に伴い、細胞が重層化し、密度依存性の増殖抑制(contact dependent inhibition of cell growth)が部分的に解除された。この変化は、Aktの阻害剤によって抑制される事から、明らかに細胞内シグナル伝達系の活性化を介するものであると言える。また、ヒト肺癌細胞QG90は、CD44を過剰発現し、ヒアルロン酸刺激により、v-Srcの基質であるFAKを介して、Ras-MAPK系、PI3K-Akt系の複数のシグナル伝達系を活性化し、マトリックスメタロプロテアーゼ2(MMP2)の分泌亢進と活性化、QG90癌細胞の浸潤活性化を惹起する事を見い出した。

研究成果
(24件)

すべてその他

すべて文献書誌 (24件)

[文献書誌] Fukuda T. et al.: "Novel mechanism of regulation of Rac activity and lamellipodia formation by RET tyrosine kinase"J.Biol.Chem.. 277. 19114-19121 (2002)
[文献書誌] Watanabe T., et al.: "Characterization of gene expression induced by RET with MEN2A or MEN2B mutation"Am.J.Pathol.. 161. 249-256 (2002)
[文献書誌] Kato M.et al.: "Repairs by Src kinase of functional-impaired RET with multiple endocrine neoplasia type 2A mutation with substitutions of tyrosines"Cancer Res.. 62. 2414-2422 (2002)
[文献書誌] Murakami H. et al.: "Role of Dok1 in cell signaling mediated by RET tyrosine kinase."J.Biol.Chem.. 277. 32781-32790 (2002)
[文献書誌] Nakayama A. et al.: "Role for REX transcription factors in non-neuronal cell-specific inactivation of the microtubule-associated protein MAP1A promoter"J.Biol.Chem.. 278. 233-240 (2003)
[文献書誌] Uchimura K. et al.: "Specificities of N-acetylglucosamine-6-O-siilfotransferases in relation to L-selectin ligand synthesis and tumor-associated enzyme expression"J.Biol.Chem.. 277. 3979-3984 (2002)
[文献書誌] Takei Y. et al.: "5'-,3'-Inverted-thymidine-modified antisense oligodeoxynuclediotide targeting midkine : its application for cancer therapy"J.Biol.Chem.. 277. 23800-23806 (2002)
[文献書誌] Sumi Y.et al.: "Midkine, a heparin-binding growth factor promotes growth and glycosaminoglycan synthesis of endothelial cells through its action"J.Cell Sci.. 115. 2659-2667 (2002)
[文献書誌] Shibata Y. et al.: "Nuclear targeting by the growth factor midkine"Mol.Cell.Biol.. 22. 6788-6796 (2002)
[文献書誌] Muramatsu, T.: "Midkine and pleiotrophin : two related proteins involved in development, survival, inflammation and tumorigenesis"J.Biochem.. 132. 359-371 (2002)
[文献書誌] Ishigaki S. et al.: "X-linked inhibitor of apoptosis protein is involved in mutant SOD-1 mediated neuronal degeneration"J.Neurochem.. 82. 576-584 (2002)
[文献書誌] Katsuno, M. et al.: "Teststerone reduction prevents phenotypic expression in a transgenic mouse model of spinal and bulbar muscular atrophy"Neuron. 35. 843-854 (2002)
[文献書誌] Niwa J.et al.: "Dorfin ubiquitylates mutant SOD1 and prevents mutant SOD1-mediated neurotoxicity"J.Biol.Chem.. 277. 36793-36798 (2002)
[文献書誌] Takeuchi, H. et al.: "Mitochondrial localization of mutant superoxide dismutase 1 triggers caspase-depenent cell death in a cellular model of familial amyotrophic"J.Biol.Chem.. 277. 50966-50972 (2002)
[文献書誌] Adachi, H. et al.: "HSP70 chaperone over-expression ameliorates phenotypes of the SBMA transgenic mouse model by reducing nuclear-localized mutant AR protein"J.Neurosci.. (in press).
[文献書誌] Mitsuda, T. et al.: "Over-expression of ganglioside GM1 results in the dispersion of platelet derived growth factor receptor from glycolipid-enriched microdomains"J.Biol.Chem.. 277. 11239-11246 (2002)
[文献書誌] Furukawa, K. et al.: "Expression of the Gb3/CD77 synthase gene in megakaryoblastic leukemia cells : implication in the sensitivity to verotoxins"J.Biol.Chem.. 277. 11247-11254 (2002)
[文献書誌] Inoue, M. et al.: "Refractory skin injury in the complex knock-out mice expressing only GM3 ganglioside"J.Biol.Chem.. 277. 29881-29888 (2002)
[文献書誌] Okada, M. et al.: "b-series ganglioside deficiency exhibits no definite changes in the neurogenesis and the sensitivity, to Fas-mediated apotosis"J.Biol.Chem.. 277. 1633-1636 (2002)
[文献書誌] Tsuchida, A. et al.: "Synthesis of disialyl Lewis a structure in colon cancer cell lines by a sialyltransferase ST6GalNAc VI responsible for the synthesis of Q-series"J.Biol.Chem.. (in press).
[文献書誌] Itano N. et al.: "Abnormal accumulation of hyaluronan matrix diminishes contact inhibition of cell growth and promotes cell migration"Proc.Natl.Acad.Sci. USA. 99. 3609-3614 (2002)
[文献書誌] Ichigotani Y. et al.: "Forced expression of NESH suppresses motility and metastatic dissemination of malignant cells"Cancer Res.. 62. 2215-2219 (2002)
[文献書誌] Zhang Y. et al.: "Hyaluronan-CD44s signaling regulates matrix metalloproteinase-2 secretion in a human lung carcinoma cell line QG90"Cancer Res.. 62. 3962-3965 (2002)
[文献書誌] Oshima K. et al.: "SHPS-1: a budding molecule against cancer dissemination"Cancer Res.. 62. 3929-3933 (2002)

2002 年度 実績報告書

神経変性疾患と悪性腫瘍の分子医学

研究代表者

高橋 雅英 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (40183446)

研究成果

[文献書誌] Fukuda T. et al.: "Novel mechanism of regulation of Rac activity and lamellipodia formation by RET tyrosine kinase"J.Biol.Chem.. 277. 19114-19121 (2002)

[文献書誌] Watanabe T., et al.: "Characterization of gene expression induced by RET with MEN2A or MEN2B mutation"Am.J.Pathol.. 161. 249-256 (2002)

[文献書誌] Kato M.et al.: "Repairs by Src kinase of functional-impaired RET with multiple endocrine neoplasia type 2A mutation with substitutions of tyrosines"Cancer Res.. 62. 2414-2422 (2002)

[文献書誌] Murakami H. et al.: "Role of Dok1 in cell signaling mediated by RET tyrosine kinase."J.Biol.Chem.. 277. 32781-32790 (2002)

[文献書誌] Nakayama A. et al.: "Role for REX transcription factors in non-neuronal cell-specific inactivation of the microtubule-associated protein MAP1A promoter"J.Biol.Chem.. 278. 233-240 (2003)

[文献書誌] Uchimura K. et al.: "Specificities of N-acetylglucosamine-6-O-siilfotransferases in relation to L-selectin ligand synthesis and tumor-associated enzyme expression"J.Biol.Chem.. 277. 3979-3984 (2002)

[文献書誌] Takei Y. et al.: "5'-,3'-Inverted-thymidine-modified antisense oligodeoxynuclediotide targeting midkine : its application for cancer therapy"J.Biol.Chem.. 277. 23800-23806 (2002)

[文献書誌] Sumi Y.et al.: "Midkine, a heparin-binding growth factor promotes growth and glycosaminoglycan synthesis of endothelial cells through its action"J.Cell Sci.. 115. 2659-2667 (2002)

[文献書誌] Shibata Y. et al.: "Nuclear targeting by the growth factor midkine"Mol.Cell.Biol.. 22. 6788-6796 (2002)

[文献書誌] Muramatsu, T.: "Midkine and pleiotrophin : two related proteins involved in development, survival, inflammation and tumorigenesis"J.Biochem.. 132. 359-371 (2002)

[文献書誌] Ishigaki S. et al.: "X-linked inhibitor of apoptosis protein is involved in mutant SOD-1 mediated neuronal degeneration"J.Neurochem.. 82. 576-584 (2002)

[文献書誌] Katsuno, M. et al.: "Teststerone reduction prevents phenotypic expression in a transgenic mouse model of spinal and bulbar muscular atrophy"Neuron. 35. 843-854 (2002)

[文献書誌] Niwa J.et al.: "Dorfin ubiquitylates mutant SOD1 and prevents mutant SOD1-mediated neurotoxicity"J.Biol.Chem.. 277. 36793-36798 (2002)

[文献書誌] Takeuchi, H. et al.: "Mitochondrial localization of mutant superoxide dismutase 1 triggers caspase-depenent cell death in a cellular model of familial amyotrophic"J.Biol.Chem.. 277. 50966-50972 (2002)

[文献書誌] Adachi, H. et al.: "HSP70 chaperone over-expression ameliorates phenotypes of the SBMA transgenic mouse model by reducing nuclear-localized mutant AR protein"J.Neurosci.. (in press).

[文献書誌] Mitsuda, T. et al.: "Over-expression of ganglioside GM1 results in the dispersion of platelet derived growth factor receptor from glycolipid-enriched microdomains"J.Biol.Chem.. 277. 11239-11246 (2002)

[文献書誌] Furukawa, K. et al.: "Expression of the Gb3/CD77 synthase gene in megakaryoblastic leukemia cells : implication in the sensitivity to verotoxins"J.Biol.Chem.. 277. 11247-11254 (2002)

[文献書誌] Inoue, M. et al.: "Refractory skin injury in the complex knock-out mice expressing only GM3 ganglioside"J.Biol.Chem.. 277. 29881-29888 (2002)

[文献書誌] Okada, M. et al.: "b-series ganglioside deficiency exhibits no definite changes in the neurogenesis and the sensitivity, to Fas-mediated apotosis"J.Biol.Chem.. 277. 1633-1636 (2002)

[文献書誌] Tsuchida, A. et al.: "Synthesis of disialyl Lewis a structure in colon cancer cell lines by a sialyltransferase ST6GalNAc VI responsible for the synthesis of Q-series"J.Biol.Chem.. (in press).

[文献書誌] Itano N. et al.: "Abnormal accumulation of hyaluronan matrix diminishes contact inhibition of cell growth and promotes cell migration"Proc.Natl.Acad.Sci. USA. 99. 3609-3614 (2002)

[文献書誌] Ichigotani Y. et al.: "Forced expression of NESH suppresses motility and metastatic dissemination of malignant cells"Cancer Res.. 62. 2215-2219 (2002)

[文献書誌] Zhang Y. et al.: "Hyaluronan-CD44s signaling regulates matrix metalloproteinase-2 secretion in a human lung carcinoma cell line QG90"Cancer Res.. 62. 3962-3965 (2002)

[文献書誌] Oshima K. et al.: "SHPS-1: a budding molecule against cancer dissemination"Cancer Res.. 62. 3929-3933 (2002)

2002 年度実績報告書

高橋雅英名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (40183446)