新たなプロテアーゼDINEによる神経細胞変性の防御メカニズムの解明

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13210007
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 木山 博資 大阪市立大学, 大学院・医学研究科, 教授 (00192021)
• 研究分担者: 濤川 一彦 大阪市立大学, 大学院・医学研究科, 助手 (50312468) ; 瀬尾 寿美子 大阪市立大学, 大学院・医学研究科, 助手 (70311529)
• キーワード: メタロプロテアーゼ / 神経細胞死 / SOD / LIF / LIF受容体 / DINE

研究概要

運動神経が損傷を受けた後、生存・再生する過程で発現する遺伝子群をスクリーニングした結果、我々は多くの興味深い遺伝子を得た。中でもDamage Induced Neuronal Endopeptidase(DINE)と名付けた分子は新たなメタロプロテアーゼであり、中枢神経系のさまざまな障害に応答し、損傷を受けた神経細胞で発現が誘導される。また、培養細胞に発現させると、Mn-SOD,やCu/Zn-SODなどの発現を促進させ、スパーオキサイドによる細胞死の防御に働くことが明らかになった。メタロプロテアーゼであるDINEは、その基質や機能に未だ不明の点が多い。本年度は、DINEの転写制御機構について特に研究の展開がみられた。DINE遺伝子の5'上流領域の解析を進めた結果、5'上流約3kbのなかには、神経細胞特異的発現にかかる領域が存在した。また、この領域を用いてLacZを発現するトランスジェニック動物を作成したところ、神経傷害に応答してLacZの発現が認められた。このことから、この領域には神経傷害特異的発現にかかるプロモーター領域も含まれることが明らかとなった。DINEプロモーターの下流にルシフェラーゼを結合したコンストラクトを用いて、後根神経節細胞やPC12細胞を用いてプロモーター活性を検討した。各種神経栄養因子による発現制御を検討した結果、LIFによる誘導が著しいことが明らかになった。また、gp130の中和抗体やSTAT3のドミナントネガティブ発現によりプロモーター活性を抑制できることから、LIF/LIFR/STAT3を介するシグナルがDINEの発現に重要であると考えられる。また、ラットの軸索損傷モデルにおいて、坐骨神経にLIFを投与することでDINEの発現が後根神経節で誘導されたことから、in vivoでもLIFはDINEの誘導因子であると考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Shirotani K: "Neprilysin degrades both amyloid b peptides 1-40 and 1-42 most rapidly and efficiently among thiorphan- and phosphoramidon-sensitive endopeptidases"J.Biol Chem. 276. 21895-21901 (2001)
• [文献書誌] Abe K: "Inhibition of Ras-Extracellular signal-regulated Kinase(ERK)mediated signaling promotes ciliary neurotrophic factor(CNTF)expression in schwann cells"J.Neurochem. 77(2). 700-703 (2001)
• [文献書誌] Sasaki M: "A Disintegrin and Metalloprotease with Thrombospondin type1 motifs(ADAMTS-1)and IL-1 Receptor Type 1 mRNAs are simultaneously induced in nerve injured motor neurons"Mol Brain Res. 89. 158-163 (2001)