ラミニンの細胞特異的な機能部位の同定と組織特異的作用メカニズムの解明

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11470480
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 野水 基義 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 助教授 (00311522)
• 研究分担者: 倉富 勇一郎 九州大学, 医学部・耳鼻科, 講師 (30225247) ; 宇谷 厚志 千葉大学, 付属病院・皮膚科, 講師 (10292707) ; 西 則雄 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 教授 (70001857) ; 門谷 裕一 北里大学, 医学部, 講師 (10185887)
• キーワード: ラミニン / ペプチド / 組換えタンパク / 細胞接着 / インテグリン / シンデカン / ヘパリン / 神経突起伸長

研究概要

基底膜の主要成分・ラミニンには5種類のα鎖、3種類のβ鎖、3種類のγ鎖からなる15種類が知られており、中でもα鎖のC末端部位に存在するGドメイン(約1000アミノ酸残基)が生物活性に最も深く関与していると考えられている。今年度は、ラミニンの高次生命現象に及ぼす機能を明らかにすることを目的にα1鎖、α3鎖、α4鎖、α5鎖のGドメインの組換えタンパクとそれらを網羅した約400種類の合成ペプチドを作成し細胞接着及びヘパリン結合活性部位のスクリーニングを行った。GドメインはLG1〜LG5の5つのLGモジュールからなるが、4種類のいずれのα鎖Gドメインのスクリーニングにおいても4番目のモジュールのLG4に細胞接着及びヘパリン結合活性が認められた。また、α1鎖AG73(PKRLQVQLSIRT)、α3鎖A3G75(KNSFMALYLSKG)、α4鎖A4G82(TLFLAHGRLVFM)、α5鎖A5G81(AGQWHRVSVRWG)が強い細胞接着やヘパリン結合活性を示した。さらに、これらの4種類のペプチドがそれぞれのLG4組換えタンパクの細胞接着やヘパリン結合を阻害したことから、これらの部位がそれぞれの鎖でのGドメインの活性中心であることが示唆された。これらのレセプターとしてα1鎖AG73がシンデカン-1と、α3鎖A3G75とα4鎖A4G82がシンデカン-2に作用することがわかった。さらに、PC12細胞を用いて神経突起伸張活性の測定を行ったところ、A3G75が神経突起伸長を促進することがわかった。また、α1鎖AG73が毛の発生に重要な働きをすることがわかった。現在、これら4種類のペプチドの血管内皮細胞への影響、唾液腺発生過程など高次生命現象に及ぼす効果を検討中である。

研究成果

• [文献書誌] Motoyoshi Nomizu: "ldentification of Homologous Biologically Active Sites on the N-terminal Domain of Laminin Alpha Chains"Biochemistry. 40. 15310-15317 (2001)
• [文献書誌] Matthew Hoffman: "Cell type-specific differences in glycosaminoglycans modulate the biological activity of a heparin-binding peptide (RKRLQVQLSIRT)from the G domain of the laminin α1 chain"J. Biol. Chem.. 276. 22077-22085 (2001)
• [文献書誌] Atsushi Utani: "A unique sequence of the laminin alpha 3 G domain binds to heparin and promotes cell adhesion through syndecan-2 and -4"J. Biol. Chem.. 276. 28779-28788 (2001)
• [文献書誌] Motoyoshi Nomizu: "Substrate specificity of the Streptococcal Cysteine Protease"J. Biol. Chem.. 276. 44551-44556 (2001)
• [文献書誌] Kazuhiro Hayashi: "Inhibition of hair follicle growth by a laminin-1 G-domain peptide, RKRLQVQLSIRT, in an organ culture of isolated vibrissal rudiment"J. Invest. Dermatol.. (in press). (2002)
• [文献書誌] Yuichiro Kuratomi: "Laminin γ1 chain peptide, C-16(KAFDITYVRLKF), promotes migration, MMP-9 secretion, and pulmonary metastasis of B16-F10 mouse melanoma cells"Brit. J. Cancer. (in press). (2002)