自閉症発症機構解明を志向した細胞接着因子結合タンパク質群の同定

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25670149
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 原 雄二 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60362456)
• 研究分担者: 田邊 賢司 東京女子医科大学, 医学部, 准教授 (80423341)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 細胞接着因子 / 自閉症 / タンパク質ラベル化法 / ジストログリカン / 細胞外マトリックス

研究実績の概要

細胞接着分子群の結合は、シナプス間あるいはニューロン-グリア間における直接的・機能的相互作用に深く関わり、神経活動およびその調律に必要不可欠である。細胞接着因子間の結合破綻は様々な神経疾患を惹起する。本申請では細胞接着因子様タンパク質として機能するNeurexin スーパーファミリーのうち、自閉症・癲癇・失語症等の原因因子でありながらその中枢神経系における機能が詳しく解明されていないCNTNAP2（Contactin-associated protein like-2）に着目した。
具体的には同分子細胞外ドメインを介して結合する分子群をプロテオーム解析により同定を目指し、細胞接着因子群の相互作用破綻に伴う神経疾患発症機構の解明を目指すことを目的とした。これまで通常法によりマウス脳膜可溶化画分から結合タンパク質の同定を試み、様々な条件検討を行ったものの、非特異的結合タンパク質の除去が困難であった。そこでAPEXタグを付加させることで、近傍に存在するタンパク質群の標識法開発を行った。CNTNAP2結合タンパク質同定については非常に競争が激しく、海外のグループによる網羅的解析が先行して報告がなされた。当研究で開発を行っているラベル化法は様々な分子に応用可能であることから、当初の計画に追加して神経筋疾患の原因遺伝子の一つであるストア作動性カルシウムチャネル群の結合タンパク質同定を進行させている。また、同チャネル遺伝子変異による神経筋疾患発症メカニズム解明に貢献した。
また、CNTNAP2には細胞外マトリックス特有のモチーフであるラミニン球状ドメインが存在する。同モチーフは膜たんぱく質ジストログリカンとの結合に必須であり、特にジストログリカン上の糖鎖修飾が重要である。本研究と並行させてジストログリカンの翻訳後修飾機構の解明に貢献した。

研究成果

• [雑誌論文] Dominant mutations in ORAI1 cause tubular aggregate myopathy with hypocalcemia via constitutive activation of store-operated Ca2+ channels. (2015)
  • 著者名/発表者名: 1)Endo Y, *Noguchi S, Hara Y, Hayashi YK, Motomura K, Miyatake S, Murakami N, Tanaka S, Yamashita S, Kizu R, Bamba M, Goto YI, Matsumoto N, Nonaka I, Nishino I.
  • 雑誌名: Hum Mol Genet. 巻: 24 ページ: 637-648
  • DOI: 10.1093/hmg/ddu477
  • 査読あり
• [雑誌論文] Endogenous Glucuronyltransferase Activity of LARGE or LARGE2 Required for Functional Modification of α-dystroglycan in Cells and Tissues. (2014)
  • 著者名/発表者名: 2)Inamori KI, Willer T, Hara Y, Venzke D, Anderson ME, Clarke NF, Guicheney P, Bönnemann CG, Moore SA, *Campbell KP.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 289 ページ: 28138-28148
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.597831
  • 査読あり
• [雑誌論文] The glucuronyltransferase B4GAT1 is required for initiation of LARGE-mediated α-dystroglycan functional glycosylation. (2014)
  • 著者名/発表者名: 3)Willer T, Inamori K, Venzke D, Harvey C, Morgensen G, Hara Y, Beltrán Valero de Bernabé D, Yu L, Wright KM, *Campbell KP.
  • 雑誌名: eLIFE 巻: 3 ページ: e03941
  • DOI: 10.7554/eLife.03941
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dystroglycan: An Extracellular Matrix Receptor That Links to the Cytoskeleton (2014)
  • 著者名/発表者名: 4)Hara Y, *Campbell KP.
  • 雑誌名: Glycoscience: Biol Med 巻: Part XIII ページ: 1245-1251
• [雑誌論文] 膜タンパク質ジストログリカン機能不全と筋ジストロフィー (2014)
  • 著者名/発表者名: 原雄二
  • 雑誌名: ファルマシア 巻: 50 ページ: 528-532
• [学会発表] The molecular pathomechanisms underlying muscular dystrophy (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuji Hara
  • 学会等名: 熊本大学リエゾンラボ研究会／HIGO最先端研究セミナー
  • 発表場所: 熊本大学発生医学研究所
  • 年月日: 2015-06-09
  • 招待講演
• [学会発表] The role of asymmetric distribution of phospholipids in skeletal muscle (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuji Hara, Masaki Tsuchiya, Ryotaro Nishioka, Masato Umeda
  • 学会等名: 第87回日本生化学会年会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2014-10-17