基底膜型細胞接着分子ラミニン5の構造と機能

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11490030
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 宮崎 香 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 教授 (70112068)
• 研究分担者: 東 昌市 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 助手 (10275076) ; 安光 英太郎 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 助教授 (10182346)
• キーワード: ラミニン5 / インテグリン / 細胞接着 / 細胞運動 / 細胞移動 / ドメイン構造 / 細胞外マトリックス / 癌

研究概要

種々の上皮基底膜に存在するラミニン-5(LN5)はα3、β3、γ2鎖からなるラミニン分子で、他の細胞外マトリックス分子に比べて強い細胞接着活性と細胞運動促進活性を示す。このような活性により、LN5は上皮組織の構築と維持、癌転移などに関与する。これまでに、α3鎖のC末端に存在する5つのGドメインのうち、G2およびG3が細胞膜受容体インテグリンとの相互作用に重要であること、また細胞からの分泌後G3とG4の間でプロテアーゼにより切断されG4-G5断片が遊離することなどを明らかにした。そこで本年度は主として、このα3鎖のプロセシングの意義についてさらに検討した。2種のLN5産生細胞の培養液上清からこのG4-G5断片を精製し、そのN末端配列を決定した。その結果、切断酵素はこれまでに示唆さているプラスミンではなく、メタロプロテアーゼ様と考えられた。精製されたG4-G5断片は強いヘパリン結合性を示し、切断を受けたLN5分子と協調的に細胞運動を促進した。従って、切断型のLN5がインテグリンに結合するのに対して、G4-G5断片は細胞膜上のヘパラン硫酸プロテオグリカンに結合し、細胞運動シグナルを誘導すると考えられた。次に、G3-G4のプロテアーゼ切断部位にアミノ酸変異を与えるα3鎖cDNAを作製し、切断を受けない組換え型LN5の調製を試みた。この非切断型LN5と切断型の天然LN5を精製し、活性を比較分析した結果、両者は同程度の細胞運動促進活性を示すが、両LN5上では細胞の動き方に差が認められた。これらの結果から、G4-G5ドメインがLN5の細胞運動活性の調節に重要な役割を果たすことが示唆された。以上のように、本研究では初めてG4-G5断片とα3鎖非切断型LN5を調製し、その生理活性を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Kishibe,J.Miyazaki,K. et al.: "Structural Requirements of Heparan Sulfate for the Binding to the Tumor-derived Adhesion Factor/Angiomodulin That Induces Cord-like Structures to EVC-304 Human Carcinoma Cells."J.Biol.Chem.. 275. 15321-15329 (2000)
• [文献書誌] Ebihara,N.Miyazaki,K. et al.: "The functions of exogenous and endogenous laminin-5 on corneal epithelial cells."Exp.Eye Res.. 71. 69-79 (2000)
• [文献書誌] Hirosaki,T.Miyazaki,K. et al.: "Structural requirement of carboxyl-terminal globular domains of laminin α3 chain for promotion of repid cell adhesion and migration by laminin-5."J.Biol.Chem. 275. 22495-22502 (2000)
• [文献書誌] Watanabe,K.Miyazaki,K. et al.: "Interaction with heparin and matrix metalloproteinase-2 cleavage expose a cryptic anti-adhesive site fibronectin."Biochemsitry. 39. 7138-7144 (2000)
• [文献書誌] Tsubota,Y.Miyazaki,K. et al.: "Isolation and activity of proteolytic fragent of laminin-5 α3 chain5."Biochem.Biophys.Res.Commun. 278. 614-620 (2000)
• [文献書誌] Kagesato,Y.Miyazaki,K. et al.: "Sole expression of laminin g2 chain in invading tumor cells and its association with stromal fibrosis in lung adenocarcinomas."Jpn.J.Cancer Res.. 92. 184-192 (2001)