GM1ガングリオシドによる神経栄養因子受容体の活性化機構の解明

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09670648
• Research Institution: Fukui Medical University
• Principal Investigator: 武藤 多津郎 福井医科大学, 医学部附属病院, 講師 (60190857)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 栗山 勝 福井医科大学, 医学部, 教授 (80107870) ; 浜口 道成 名古屋大学, 医学部, 教授 (90135351)
• Keywords: Trk / GM1 ganglioside / O-PDMP / signal transduction / GEM

Research Abstract

これまで、神経系組織においてその生存と分化・機能維持に必須の因子として神経成長因子(NGF)をはじめとする神経栄養因子(NTF)の果たす役割がクローズアップされてきており、種々の神経疾患の病態形成に本質的な役割を果たしていることが解明されつつある。我々は、NTFの一つであるNGFの高親和性受容体であるTrkの機能制御に内因性酸性糖脂質のガングリオシドGM1(GM1)が直接的な分子関係を持って関与していることを報告してきた。本研究では、GM1によるTrkの機能調節の意義を明らかすることを通じ、新しい神経疾患治療法開発の基礎とした。平成9年度:グルコシルセラミド合成酵素阻害剤のD-PDMPでPC12細胞を1週間予め処理すると細胞内にGM1を含めたガングリオシドが枯渇することを見い出し、この細胞系を用いるとTrkはNGFに反応しなくなること、またこの際TrkとGM1の結合は全く検出されなくなることを見い出し報告した。この発見はTrk機能の正常な発現にGM1が必須であることを証明したもので、さらに、各種神経疾患におけるTrkの発現とその機能状態の把握を実施した。平成10年度:PC12細胞にhuman trk cDNAをtransfectし、stable transfectantを作成して同細胞よりTrkを部分精製してin-situ V8 protease mappingした。これをTrk、GM1に対する抗体でprobeした結果、Trk内のGM1結合部位はjuxta membrane domainであることが判明した(paper submitted)。さらに、細胞上でのGM1とTrkの存在場所をconfocal laser microscopeを用いて観察した結果、この二つは細胞膜上でco-lacalizeし、その存在場所はglycolipid-enriched microdomain(GEM)と想定された(paper in preparation)。

Research Products

• [Publications] Mutoh T.et al.: "Glucosylceramide synthase inhibitor the action of nerve growth factor in PC12 cells" J Biol chem. 273. 26001-26007 (1998)
• [Publications] Mutoh T.et al.: "Differential signalling cascade of MAP kinase and S6 kinase deponds on 3', 5'-monophosphate concentration in schwarm cells" Brain Res. 794. 274-278 (1998)
• [Publications] Mutoh T.et al.: "HMG-CoA reductase inhibitor triggers protein tyrosine phosphorylation and subsequent apoptotic cell death in L6 myoblasts." FEBS Lett. in press.
• [Publications] Mutoh T.et al.: "Role of tyrosine phosphorylation of phospholipase CYT in the signal transduction pathway of HMG-coA reductase inhibitor" FEBS Lett. in press.
• [Publications] Nakagawa H.et al.: "HMG-CoA reductase inhibitor-induced L6 myoblast cell death-Involvement of phosphatidylinositol 3kinase pathway" FEBS Lett. 483. 289-292 (1998)
• [Publications] Pitto M.et al.: "Influence of endogenous GM1 ganglioside on TrkB activity in cultured cerebellar granule cells" FEBS Lett. 483. 93-96 (1998)
• [Publications] 武藤多津郎: "ガングオシドによる神経分化生存の制御機構" 生化学, 5 (1997)