研究課題
頭蓋骨縫合早期癒合症（Craniosynostosis）患者の骨癒合部位で高発現している遺伝子として発見されたNELL1は分子量約140 kの分泌タンパク質で、種々のモデル系を用いた動物実験において骨分化を促進することから、新しい骨形成促進因子として骨再生治療への臨床応用が期待される。しかしながら、NELL1の受容体およびそのシグナル伝達機構はよくわかっていない。本研究課題では、 (1) NELL1受容体の探索および同定、(2) NELL1の骨分化シグナル伝達経路の解明、(3) NELL1タンパク質の機能領域の解析、(4) NELL1およびNELL1受容体の機能を応用した骨組織再生治療法の基盤技術の確立を目的とした。本年度は引き続き、発現クローニング法によるNELL1受容体のスクリーニングを進めるとともに、NELL1タンパク質の機能領域の解析およびシグナル伝達経路の解明に取り組んだ。その結果、新規のNELL1受容体の同定には至らなかったが、beta1サブニットを含むインテグリンがNELL1の細胞接着を担う受容体として機能し、骨分化誘導シグナルを活性化することを見出した。これには、NELL1タンパク質のC末端側に位置するvon Willebrand factor type Cドメインに存在するインテグリン結合領域とその立体構造が重要な働きをしていることを見出し、NELL1タンパク質のコイルドコイル領域を介した多量体形成に伴い、その機能が調節されていることが示唆された。また、NELL1タンパク質のN末端側に位置するラミニンGドメインにヘパリン結合活性を見出し、NELL1が細胞表面のヘパラン硫酸プロテオグリカンに結合して、シグナル伝達を調節している可能性を示唆した。
2: おおむね順調に進展している
本研究により、NELL1の受容体としてインテグリンファミリー分子を同定した。また、細胞表面のヘパラン硫酸プロテオグリカンが共受容体として機能する可能性が示唆された。NELL1はC末端側に位置するインテグリン結合部位を介して骨分化誘導シグナルを活性化することを見出しており、当初の研究計画のうち、(1) NELL1受容体の同定、(2) NELL1の骨分化シグナル伝達経路の解明、(3) NELL1タンパク質の機能領域の解析について、概ね目標を達成した。新規のNELL1受容体の探索、およびNELL1の骨再生治療への応用に関しては、今後も引き続いて取り組んでいく。
本研究課題は、平成25年度が研究計画の最終年度であったが、研究成果の発表に関して、年度当初の計画を変更して、2報分の研究内容をひとつの投稿論文にまとめるための追加実験を要したことにより、研究期間内の論文発表が困難となり、平成26年度への補助事業期間の延長を申請した。次年度は論文発表を完了後、研究計画を終了する予定である。
本研究課題は、平成25年度が研究計画の最終年度であったが、研究成果の発表に関して、年度当初の計画を変更して、2報分の研究内容をひとつの投稿論文にまとめるための追加実験を要したことにより、研究期間内の論文発表が困難となり、平成26年度への補助事業期間の延長を申請した。次年度の研究費は全額、論文発表に要する費用（論文掲載料）に充当する予定である。
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Journal of Biological Chemistry
巻: 289 ページ: 9781-9794
doi:10.1074/jbc.M113.507020
