アダプター(AP)複合体ファミリーによる細胞内蛋白質輸送の制御機構

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12480178
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 大野 博司 金沢大学, がん研究所, 教授 (50233226)
• 研究分担者: 田中 直孝 金沢大学, がん研究所, 助手 (60324109)
• キーワード: 上皮細胞 / 選別輸送 / μ1B / ポリオウィルス受容体 / 分裂軸 / μ3B / けいれん

研究概要

上皮細胞の細胞膜はタイト・ジャンクションによって頂端面と側底面とに物理的に隔てられており、発現する膜蛋白質も異なる。われわれが新規に単離した上皮細胞特異的に発現する分子μ1Bを含む複合体AP-1Bは新規に合成された蛋白質の側底面への選別輸送を制御する。ポリオウイルス受容体にはaとdの2つの愛想フォームが存在するが、われわれはaがμ1B依存的に腸管上皮細胞の側底面へと選別輸送され、dはμ1Bと結合しないため頂端面と側底面の両方にランダムに輸送されることを見出した。また、上皮細胞はフィルターメンブレン上で培養すると1層の細胞層を形成するが、μ1Bを欠失した上皮細胞では1層とならず多層に折り重なって増殖する。これは、正常な上皮細胞がメンブレンに平行方向に分裂するのに対し、μ1Bを欠失すると分裂の方向がランダムとなるためであることを明らかにした。
μ1Bが上皮細胞の単層形成に必要であることから、組織・器官の形成に重要である可能性がある。そこで、μ1B遺伝子欠損マウスの作成を試みた。μ1B遺伝子欠失変異を起こすための組換え用ベクターを作成し、マウス胚性肝細胞(ES細胞)に導入することによりμ1B対立遺伝子の一方に変異をもつES細胞株の樹立に成功した。現在この細胞株を用いてμ1B遺伝子欠損マウスの樹立を試みている。
また、神経細胞特異的に発現し、シナプス小胞の形成やシナプス小胞の積み荷蛋白質の小胞への選択的取り込みに関与すると考えられるAP-3B複合体のサブユニットμ3Bの欠損マウスを作成・解析している。その結果、μ3B欠損マウスはてんかん様の痙攣を起こすことがわかった。このマウスでは抑制性神経伝達物質GABAの海馬切片からのKC1刺激による遊離が正常マウスに比較して約半分に減少していたことから、GABAによる神経伝達の抑制に障害があるため痙寧が起こることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Aguilar, R.C.: "Signal-binding specificity of the μ4 subunit of the adaptor protein complex, AP-4"J. Biol. Chem.. 276. 13145-13152 (2001)
• [文献書誌] Ohka, S.: "Basolateral sorting of human poliovirus receptor involves an interaction with the μ1B subunit of the clathrin adaptor complex in polarized epithelial cells"Biochcm. Biophys. Res. Commun.. 287. 941-948 (2001)
• [文献書誌] Blumstein, J.: "The neuronal form of AP-3 is required for synaptic vesicle formation from endosomes"J. Neurosci.. 21. 8034-8042 (2001)
• [文献書誌] Uekita, T.: "Cytoplasmic tail dependent internalizastion of membrane-type 1 matrix metalloproteinase (MT1-MMP)is import for its invation-promoting activity"J. Cell Biol.. 155. 1345-1356 (2001)
• [文献書誌] Eskelinen, E.-L.: "The polarized epithelia specific μ1B-adaptin complements u1A-deficiency in fibroblasts"EMBO report. (in press).