ペルオキシソーム欠損症全相補性群の遺伝子診断法の確立と遺伝子治療法開発の基礎研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12557017
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 藤木 幸夫 九州大学, 理学研究院, 教授 (70261237)
• 研究分担者: 角尾 肇 明治乳業(株), ヘルスサイエンス研究所, 医薬品開発部長・研究者 ; 原野 友之 九州大学, 理学研究院, 助手 (80037275) ; 田村 茂彦 九州大学, 理学研究院, 助教授 (90236753)
• キーワード: ペルオキシソーム / ペルオキシソーム欠損症 / 相補性群 / 病因遺伝子 / CHO変異細胞 / ペルオキシソーム形成因子 / 膜タンパク質 / 蛋白質-蛋白質間相互作用

研究概要

1)PTS2レセプターPex7pの機能、機能不全、細胞内局在について、独自に分離したpex7CHO変異細胞ZPG207およびPEX7異常RCDP患者由来線維芽細胞を用いて検討した。PTS2およびPex5pLとの結合にはほぼ全長が必要であること、RCDP患者中現在までに報告されている3種の変異(L292ter, G217R, A218V)およびZPG207由来Pex7p-W221terはいずれもPTS2およびPex5pLとの結合活性を失うことを見出した。さらにPex7pは細胞質に大半は存在するが、一部はPex5pL依存的にペルオキシソームマトリックス内に局在化することから、Pex5pと同様にshuttling receptorとして機能しているものと結論した。
2)先にクローニングした相補性群D群(欧米9群)のペルオキシソーム形成異常症原因遺伝子PEX16に関し、新たなZellwger症候群2患者の変異解析を行い、両者ともにexon10-skippingを引き起こす同じ変異(IVS10+2T->C)を見出した。
3)従来、相補性群11群(PEX7障害性)CHO変異細胞はZPG207のみであったが、新たな変異細胞の分離へ向けたスクリーニングにより、2種のpex7変異細胞ZPEG227およびZPEG231の単離に成功、ZPEG227はPex7p-W158terを有していることを明らかにした。同様に、新たな表現型を示すpex2変異細胞ZPEG309を単離した。
4)ペルオキシソームの膜アセンブリーに必須なPex16pのペルオキシソーム膜局在化シグナルを解明した。また、ペルオキシソームの増殖・分裂に関わるペルオキシン、Pex11pαおよびPex11pβに加えてPex11pγのクローニングにも成功した。
5)長年不明であった相補性群A群(欧米8群)の相補遺伝子の解明を試み、CHO変異細胞ZPG167およびヒト腎臓cDNAライブラリーを用いた機能相補活性スクリーニング法により、ついに新規遺伝子PEX26のクローニングに成功した。さらに同相補性群NALD患者由来線維芽細胞に対してもPEX26はペルオキシソームの形成を回復させ、かつ患者PEX26遺伝子に変異を認めたことから、相補遺伝子はPEX26と結論した。これで、12の相補性群に分類されるペルオキシソーム形成異常症のすべての病因遺伝子が解明されたことになる。

研究成果

• [文献書誌] Mukai, S.: "Intracellular localization, function, and dysfunction of the peroxisome-targeting signal type 2 receptor, Pex7p, in mammalian cells"The Journal of Biological Chemistry. 277. 9548-9561 (2002)
• [文献書誌] Shimozawa, N.: "A novel aberrant splicing mutation of the PEX16 gene in two patients with Zellweger syndrome"Biochemical and Biophysical Research Communications. 292. 109-112 (2002)
• [文献書誌] Yanago, E.: "Isolation of Chinese hamster ovary cell pex mutants : two PEX7-defective mutants"Biochemical and Biophysical Research Communications. 293. 225-230 (2002)
• [文献書誌] Akiyama, N.: "A novel pex2 mutant : catalase-deficient but temperature-sensitive PTS1 and PTS2 import"Biochemical and Biophysical Research Communications. 293. 1523-1529 (2002)
• [文献書誌] Saito, M.: "Molecular cloning of Chinese hamster caramide glucosyltransferase and its enhanced expression in peroxisome-defective mutant Z65 cells"Archives of Biochemistry and Biophysics. 403. 171-178 (2002)
• [文献書誌] Honsho, M.: "The membrane biogenesis peroxin Pex16p : Topogenesis and functional roles in peroxisomal membrane assembly"The Journal of Biological Chemistry. 277. 44513-44524 (2002)
• [文献書誌] Tanaka, A.: "cDNA cloning and charazterization of the third isoform of human peroxin Pex11p"Biochemical and Biophysical Research Communications. 300. 819-823 (2003)
• [文献書誌] Matsumoto, N.: "The novel pathogenic peroxin Pex26p recruits the Pex1p-Pex6p AAA-ATpase complexes to peroxisomes"Nature Cell Biology. (in press). (2003)