ムチンの構造的な多様性とその感染免疫における意義

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12307054
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 入村 達郎 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (80092146)
• 研究分担者: 伝田 香里 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助手 (00313122) ; 築地 信 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助手 (90302611) ; 東 伸昭 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 講師 (40302616)
• キーワード: ムチン / MUC2 / N-アセチルガラクトサミン転移酵素 / O-グリコシレーション / アメーバ赤痢 / 腸管上皮細胞 / グラム陰性菌 / 生体防御

研究概要

本研究では上皮の分泌する糖鎖を多量に含む巨大分子であるムチンが、粘膜上皮において原虫、細菌、ウイルスなどの寄生体に対する感染防御を担う特異的な免疫分子である事を証明する事を目的としている。これまでに、(1)粘膜上皮ムチンが実際にグリコシレーションのパターンにおいて多様であること、(2)特定のパターンを生じるメカニズム、特に複数のペプチドN-アセチルガラクトサミン転移酵素(ppGa1NAc-T)の組み合わせがどのように機能するかを解明することを明らかにした。本年度は、特定のパターンを産生するメカニズムのスイッチが寄生体との相互作用の結果オンになるかどうか明らかにし、その結果、寄生体と上皮細胞の相互作用に変化が起こりうるかどうか解析した。具体的には、ヒト大腸上皮組織においてムチン分泌を主に担う杯細胞の分化形質を持つヒト大腸癌細胞株であるLS174T細胞において、Th2系サイトカインであるIL-4によってムチンコアポリペプチド及びPPGa1NAc-Tの発現が変化するかどうか競合的RT-PCR法によって詳細かつ定量的に解析した。IL-4の存在下でそのレセプターを持つLS174T細胞を培養し、これらの遺伝子に相当するmRNA量を定量したところ、24時間後にMUC2をはじめとする分泌型ムチン遺伝子の発現が上昇した。また、PPGa1NAc-TのmRNA発現を調べたところ、PPGa1NAc-T1、T4、T7の発現が有意に上昇し、遺伝子発現上昇のピークはIL-4添加6時間後にあることがわかった。またその結果としてムチンコアペプチドへの糖鎖の付加状態が変化するか、をHPLC分析とMALDI-TOF MS解析によって解析した。IL-4を添加した場合に、MUC2タンデムリピートペプチド配列へのGa1NAc付加数の多い生成物が相対的に多く検出され、IL-4によって細胞が生合成するペプチド上のGalNAc付加の様子が変化することが示された。細胞の分泌するムチンと複数のレクチンの相互作用を一部のppGalNAc-T発現が変化した結果、糖蛋白質への0-グリカンの導入のされ方に変化が生じたことを示唆する結果を得た。PPGalNAc-T4とT7は、既にGa1NAcが付加したペプチドに対してさらにGa1NAcを転移し、IL-4によってこれらの酵素の発現が上昇した結果、ペプチドに付加したGa1NAcの数が変化したと考えられた。さらに、マウスのアレルギー性の下痢モデルで、上皮細胞に同様な変化が見られることを示した。

研究成果

• [文献書誌] Higashi N: "The macrophage C-type lectin specific for galactose/N-acetylgalactosamine is an endocytic receptor expressed on monocyte-derived immature dendritic cells"J Biol Chem.. 277. 20686-20693 (2002)
• [文献書誌] Bando T: "Basic studies on a labeled anti-mucin antibody detectable by infrared-fluorescence endoscopy"J Gastroenterol.. 37. 260-269 (2002)
• [文献書誌] Onami TM: "The generation of mice deficient for the macrophage galactose and N-acetylgalactosamine specific lectin : limited role in lymphoid and erythroid homeostasis, and evidence for multiple lectins"Mol Cell Biol.. 22. 5173-5181 (2002)
• [文献書誌] Tsuji T: "Regulation of melanoma cell migration and invasion by laminin-5 and α3β1 integrin(VLA-3)"Clin Exp Metastasis. 19. 127-134 (2002)
• [文献書誌] Denda-Nagai K: "Macrophage C-type lectin(MGL)on bone marrow-derived immature dendritic cells is involved in the recognition and internalization of glycosylated antigens"Glycobiology. 12. 443-450 (2002)
• [文献書誌] Higashi N: "Human macrophage lectin specific for galactose/N-acetylgalactosamine is a marker for cells at an intermediate stage in their differentiation from monocytes into macrophages"Int Immunol. 14. 545-554 (2002)
• [文献書誌] Tsuiji M: "Molecular cloning and characterization of a novel mouse macrophage C-type lectin, mMGL2, which has a distinct carbohydrate specificity from mMGL1"J Biol Chem.. 277. 28892-28901 (2002)
• [文献書誌] Kato T: "Characterization of the primoter for the mouse a3 integrin gene involvement of the ets-family of transcription factors in the promoter actlvity"Eur J Biochem.. 269. 4524-4532 (2002)
• [文献書誌] Takeuchi H: "The epitope recognized by the unique anti-MUC1 monoclonal antibody MY.1E12 involves sialyl α2-3galactosyl β1-3N-acetylgalactosaminide linked to a distinct threonine residue in the MUC1 tandem repeat"J Immunol Methods. 270. 199-209 (2002)
• [文献書誌] Higashi N: "Redistribution of fibroblasts and macrophages as micrometastases develop into established liver metastases"Cline Exp Metastasis. 19. 631-638 (2002)
• [文献書誌] Sugahara D: "Fluorescence Labeling of Oligosaccharides Useful in the Determination of Molecular Interactions"Analytical Sci.. 19. 167-169 (2002)
• [文献書誌] Takeuchi H: "O-GalNAc incorporation into a cluster acceptor site of three consecutive threonines, Distinct specificity of GalNAc-transferase isoforms"Eur.J.Biochem.. 269. 6173-6183 (2002)
• [文献書誌] Taki C: "MUC1 mucin expression in follocular dendritic cells and lymphoepithelial lesions of gastric mucosa-associated lymphoid tissue lymphoma"Pathology Int.. 52. 691-701 (2002)
• [文献書誌] Kamata M: "Vaccination of mice with MUC1 cDNA suppresses the development of lung metastases"Clin Exp metastasis. 19. 689-696 (2002)