中枢神経系におけるエンドセリン分解酵素の欠損と病態

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09670168
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research
• Principal Investigator: 伊藤 孝司 (財)東京都臨床医学総合研究所, 臨床遺伝学研究部門, 研究員 (00184656)
• Keywords: 保護蛋白質 / 中枢神経系 / セリンカルボキシペプチダーゼ / 神経ペプチド / エンドセリン1 / アンチセンスSオリゴDNA

Research Abstract

保護蛋白質は、リソソーム性糖質加水分解酵素の保護機能と、一群の神経ペプチドのカルボキシ末端を修飾するセリンカルボキシペプチダーゼ活性を併せ持つ多機能糖蛋白質である。ガラクトシアリドーシス(GS)は、この蛋白質の遺伝性欠損症であり、これらの酵素活性の同時低下を伴い、小脳失調など中枢神経症状をはじめ、極めて多様な臨床症状を示す。本年度は、保護蛋白質の触媒機能とその中枢神経系における生理的役割や病態との関連を解明する目的で研究を進め、以下に示す成果を得た。
I.保護蛋白質のペプチド性基質の候補としてエンドセリン1(ET-1)に注目し、抗ET-1抗体および抗保護蛋白質抗体を用いて、GS患者由来剖検小脳組織切片に対する免疫組織化学的解析を行った。対照では、歯状核の神経細胞や皮質のプルキンエやゴルジ細胞、またバーグマングリアやアストロサイトなどのグリア細胞内で、リソソーム局在と考えられる顆粒状の保護蛋白質免疫反応性が観察された。しかし、GSでは全く検出されなかた。一方、ET-1様免疫反応性は、これらの細胞群(プルキンエを除く)で逆に、対照に比べ、著しく増大していた。従って、保護蛋白質の欠損により小脳ではET-1の分布異常が誘導されることが初めて明らかになった(投稿中)。
II.抗保護蛋白質抗体を用いた免疫組織化学手法を、従来の酵素診断と併用して、日本人重症型GS症例の出生前診断に成功した(Clin.Chim.Actaに発表)。
III.保護蛋白質mRNAの翻訳開始領域に相捕的なアンチセンスSオリゴDNA配列をスクリーニングし、正常ヒト培養皮膚線維芽細胞への投与により、保護蛋白質の遺伝子発現(新合成)を選択的に阻害する条件を見い出した。今後、この保護蛋白質の発現を人為的に阻害する系を用いて、ET-1の発現・分布異常の誘導機構の解析が可能になるものと期待される。

Research Products

• [Publications] Itoh,K.: "Fetal diagnosis of galactosialidosis(protective protein/cathepsin A deficiency)" Clinica Chimica Acta. 266. 75-82 (1997)
• [Publications] 伊藤 孝司: "ガラクトシアリドーシス" 日本臨床「先天性代謝異常症候群」. (印刷中).
• [Publications] Takiyama,N.: "Molecular form and subcellular distribution of acid β-galactosidase in fibroblasts from patients with Morquio B disease and galactosialidosis." Brain and Development. 19. 126-130 (1997)
• [Publications] Ozawa,H.: "Generation and characterization of mouse monoclonal antibodies specific for N-linked neutral oligosaccharides of glycoprotein." Archives Biochemistry and Biophysics. 342. 48-57 (1997)
• [Publications] Sakuraba,H.: "Immunocytochemical detection of accumulated substrates in cultured fibroblasts from patients with the infantile and adult Sandhoff disease." Clinica Chimica Acta. 265. 263-266 (1997)
• [Publications] Shimmoto,M.: "Generation and characterization of transgenic mouse expressing a human mutant α-galactosidase with an R301Q substitution causing a variant form of Fabry disease." FEBS Letters. 417. 89-91 (1997)