TypeⅡa受容体型チロシンフォスファターゼの細胞内シグナル

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H05139
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 門松 健治 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (80204519)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 軸索 / 再生 / アクチン / チロシンフォスファターゼ / オートファジー

研究実績の概要

我々はコンドロイチン硫酸（CS）とその受容体PTPRσ、LAR（Type IIa受容体型チロシンフォスファターゼPTPRに属する）の下流でオートファジー中断が誘起されることをはじめて示した。オートファジー中断はautophagosome蓄積を招き、それが軸索先端の特殊なボール様形状dystrophic endballを導き、軸索再生阻害につながることを見出した。そこで、本研究では、この中でブラックボックスとなっている最も重要な課題「受容体型チロシンフォスファターゼの細胞内シグナリング」を解明したい。本研究は、PTPRとオートファジーの関連について直接エビデンスを示す意味で重要であり、また、オートファジーの神経変性疾患などへの関与を考え合わせると、多様な分野へ影響を与える基盤的研究となる。
本研究費を得て、PTPRσ基質同定のため、網羅的解析を行った。これはPTPRσの活性中心のアスパラギン酸の一つをアラニンに置換したもので、酵素活性は減弱しているものの、基質結合能を保持した変異体で、安定した基質複合体の形成と取得を意図したものである。この変異体を使用し、沈降実験と質量分析計を用いた網羅的基質同定を行った。しかしながら、いくつかの候補は得られたものの期待どおりの成果とはならなかった。一方、これまでに、あるアクチン結合タンパク質がオートファジーの中で、オートファゴゾームとリソゾームの融合に関わるという報告があった。このアクチン結合タンパク質は３ヶ所でチロシンリン酸化を受け、PTPRσの基質となる可能性が浮上した。実際にin vitro の再構成実験により、PTPRσが直接にこのアクチン結合タンパク質のリン酸化チロシンを脱リン酸化することがわかった。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

PTPRσ基質同定のため、網羅的解析を行った。これはPTPRσの活性中心のアスパラギン酸の一つをアラニンに置換したもので、酵素活性は減弱しているものの、基質結合能を保持した変異体で、安定した基質複合体の形成と取得を意図したものである。この変異体を使用し、沈降実験と質量分析計を用いた網羅的基質同定を行った。しかしながら、いくつかの候補は得られたものの期待どおりの成果とはならなかった。一方、これまでに、あるアクチン結合タンパク質がオートファジーの中で、オートファゴゾームとリソゾームの融合に関わるという報告があった。このアクチン結合タンパク質は３ヶ所でチロシンリン酸化を受け、PTPRσの基質となる可能性が浮上した。

今後の研究の推進方策

PTPRσの基質候補となったアクチン結合タンパク質の3ヶ所のリン酸化のうち、どのリン酸化がPTPRσによる脱リン酸化を受けるかを同定する。このリン酸化は、このタンパク質のアクチン重合における活性化を担う。このアナロジーが、オートファゴゾームｘリソゾーム融合に適用できるが、さらに、この脱リン酸化がDystrophic and ball形成を誘導し、軸索再生を阻害するかを検討する。
さらに、これまでうまくいっていなかった網羅的基質探索についてもProximity-dependent biotin identification (BioID)を用いて再度挑戦する。

研究成果

• [雑誌論文] Growth Factor Midkine Promotes Nuclear Factor of Activated T Cells-Regulated T-Cell-Activation and Th1 Cell Differentiation in Lupus Nephritis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Masuda T, Maeda K, Sato W, Kosugi T, Sato Y, Kojima H, Kato N, Ishimoto T, Tsuboi N, Uchimura K, Yuzawa Y, Maruyama S, Kadomatsu K.
  • 雑誌名: Am J Pathol. 巻: 187 ページ: 740-751
  • DOI: 10.1016/j.ajpath.2016.12.006.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deficiency of a sulfotransferase for sialic acid-modified glycans mitigates Alzheimer's pathology. (2017)
  • 著者名/発表者名: Zhang Z, Takeda-Uchimura Y, Foyez T, Ohtake-Niimi S, Narentuya, Akatsu H, Nishitsuji K, Michikawa M, Wyss-Coray T, Kadomatsu K, Uchimura K.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 114 ページ: E2947-E2954
  • DOI: 10.1073/pnas.1615036114.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sulfatase 2 Modulates Fate Change from Motor Neurons to Oligodendrocyte Precursor Cells through Coordinated Regulation of Shh Signaling with Sulfatase 1. (2017)
  • 著者名/発表者名: Jiang W, Ishino Y, Hashimoto H, Keino-Masu K, Masu M, Uchimura K, Kadomatsu K, Yoshimura T, Ikenaka K.
  • 雑誌名: Dev Neurosci. 巻: 39 ページ: 361-374
  • DOI: 10.1159/000464284.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential involvement of vesicular and glial glutamate transporters around spinal α-motoneurons in the pathogenesis of SOD1G93A mouse model of amyotrophic lateral sclerosis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohgomori T, Yamasaki R, Takeuchi H, Kadomatsu K, Kira JI, Jinno S.
  • 雑誌名: Neuroscience. 巻: 356 ページ: 114-124
  • DOI: 10.1016/j.neuroscience.2017.05.014.
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel nuclear complex of DRR1, F-actin and COMMD1 involved in NF-κB degradation and cell growth suppression in neuroblastoma. (2017)
  • 著者名/発表者名: Mu P, Akashi T, Lu F, Kishida S, Kadomatsu K.
  • 雑誌名: Oncogene. 巻: 36 ページ: 5745-5756
  • DOI: 10.1038/onc.2017.181.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential activation of neuronal and glial STAT3 in the spinal cord of the SOD1G93A mouse model of amyotrophic lateral sclerosis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohgomori T, Yamasaki R, Takeuchi H, Kadomatsu K, Kira JI, Jinno S.
  • 雑誌名: Eur J Neurosci. 巻: 46 ページ: 2001-2014
  • DOI: 10.1111/ejn.13650.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temporally and Spatially Regulated Expression of the Linker Histone H1fx During Mouse Development. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ichihara-Tanaka K, Kadomatsu K, Kishida S.
  • 雑誌名: J Histochem Cytochem. 巻: 65 ページ: 513-530
  • DOI: 10.1369/0022155417723914
  • 査読あり
• [雑誌論文] Midkine Promotes Atherosclerotic Plaque Formation Through Its Pro-Inflammatory, Angiogenic and Anti-Apoptotic Functions in Apolipoprotein E-Knockout Mice. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takemoto Y, Horiba M, Harada M, Sakamoto K, Takeshita K, Murohara T, Kadomatsu K, Kamiya K.
  • 雑誌名: Circ J. 巻: 82 ページ: 19-27
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-17-0043
  • 査読あり
• [雑誌論文] PRC2-mediated transcriptomic alterations at the embryonic stage govern tumorigenesis and clinical outcome in MYCN-driven neuroblastoma. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsubota S, Kishida S, Shimamura T, Ohira M, Yamashita S, Cao D, Kiyonari S, Ushijima T, Kadomatsu K.
  • 雑誌名: Cancer Res. 巻: 77 ページ: 5259-5271
  • DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-16-3144.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neurocan, an extracellular chondroitin sulfate proteoglycan, stimulates neuroblastoma cells to promote malignant phenotypes. (2017)
  • 著者名/発表者名: Su Z, Kishida S, Tsubota S, Sakamoto K, Cao D, Kiyonari S, Ohira M, Kamijo T, Narita A, Xu Y, Takahashi Y, Kadomatsu K.
  • 雑誌名: Oncotarget. 巻: 8 ページ: 106296-106310
  • DOI: 10.18632/oncotarget.22435.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanisms of axon regeneration: The significance of proteoglycans. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto K, Kadomatsu K.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta. 巻: 1861 ページ: 2435-2441
  • DOI: 0.1016/j.bbagen.2017.06.005.
  • 査読あり
• [学会発表] Glycans in Neural Plasticity (2017)
  • 著者名/発表者名: Kadomatsu K.
  • 学会等名: 2017 Glyco-retreat
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Glycosaminoglycans in axon regeneration and neural plasticity (2017)
  • 著者名/発表者名: Kadomatsu K.
  • 学会等名: 第1回 国際糖鎖神経シンポジウム
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Proteoglycans and neural plasticity (2017)
  • 著者名/発表者名: Kadomatsu K.
  • 学会等名: JCGG 日本糖鎖科学コンソーシアム
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 名古屋大学大学院医学系研究科生物化学講座分子生物学
  • URL: https://www.med.nagoya-u.ac.jp/biochem/