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散発性頭蓋骨縫合早期癒合症（Sporadic craniosynostosis）の原因遺伝子であるNELL1は、頭蓋顔面の骨格形成に関わる分泌タンパク質をコードしており、その骨形成能を利用した骨再生治療への応用が試みられている。しかし、NELL1が骨形成を制御するメカニズムの詳細はよくわかっていない。本研究課題では、(1) NELL1受容体の同定と下流のシグナル伝達経路の解明、(2) NELL1タンパク質の機能領域の同定とそれらの改変による新規骨形成因子の創成を試み、NELL1およびNELL1受容体の機能を応用した骨再生治療法を開発することを目的とした。
最終年度は、おもにNELL1受容体の同定に取り組んだ。NELL1の相同タンパク質であるNELL2の新奇受容体がRobo3であることを海外の研究グループが明らかにしたことから、Roboファミリー受容体のNELL1への結合能について解析した。NELL1とRobo1~3の結合を免疫沈降法によって調べ、NELL1がRobo3とのみ結合することを明らかにした。また、Robo3との結合部位はNELL1のEGF様ドメインに存在し、その立体構造がRobo3との結合に重要な役割を果たしていることを見出した。Robo3はマウス頭蓋冠組織にも発現しており、Robo3がNELL1の受容体として骨形成に関与する可能性が示唆された。
研究期間全体では、NELL1の機能領域としてN末端側のTSPNドメインにヘパリン結合活性、Ｃ末端側のVWCドメインにインテグリン結合活性、そしてEGF様ドメインにRobo3結合活性を見出し、NELL1タンパク質を利用した新奇骨形成因子の創成への下地となる成果となった。また、NELL1受容体の探索がRobo3の同定により一段落し、下流のシグナル伝達経路の解明など新たなステージへ進展する成果となった。
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