TIMP-1による細胞増殖活性の濃度依存性スイッチ機構の解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14571783
• Research Institution: Aichi Gakuin University
• Principal Investigator: 早川 太郎 愛知学院大学, 歯学部・生化学, 教授 (80064822)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山下 京子 愛知学院大学, 歯学部・生化学, 講師 (40231659)
• Keywords: TIMP-1 / TIMP-1遺伝子導入 / TIMP-1産生 / 細胞増殖 / オートクリン機構 / HT1080細胞

Research Abstract

申請時の研究計画・方法に従い、ヒトTIMP-1遺伝子および空ベクターを安定導入したヒト線維肉腫(HT1080細胞)を作成した。
1.空ベクター導入HT1080細胞をコントロールとして、TIMP-1遺伝子導入細胞をFCS非含有DMEM培養液中で培養したところ、TIMP-1遺伝子導入細胞では、培養液中のTIMP-1濃度が40ng/ml近傍を越えると、細胞増殖が抑制され、さらに、TIMP-1濃度が100ng/ml近傍に達すると、TIMP-1の発現が抑制されることを明らかにした。これまでTIMP-1遺伝子の導入が腫瘍細胞の増殖・浸潤を抑制するという報告と、逆に促進するという報告があるが、この矛盾した結果は腫瘍細胞の辺縁に存在するTIMP-1濃度の違いに基づく可能性が示唆された。
2.TIMP-1をほとんど発現しないHT1080細胞にTIMP-1遺伝子を導入したところ、細胞はTIMP-1を産生するとともに顕著な増殖を示した。しかも、この細胞増殖は少量の抗TIMP-1モノクロナール抗体によって完全に抑制されることから、細胞自らが産生したTIMP-1がオートクリン機構によって増殖を促進したことを強く示唆している。
3.HT1080細胞が細胞辺縁のTIMP-1濃度を調節する意義について考察してみると、最近、細胞膜上に局在して作用するMMPとして、MT1-MMPをはじめMMP-2、MMP-7、MMP-9が、また、細胞辺縁で活性化されるMMPとして、MMP-13が知られており、特に、これらMMPが生理現象に係わっている場合には、その共通のインヒビターとして、その活性調節に関与するTIMPの濃度が細胞辺縁で適切に維持されていることは極めて重要である。本研究によって、細胞が培養液中のTIMP-1濃度を調節する機構を保持しており、自らの増殖と細胞膜上やその辺縁に局在するMMPの活性調節の両面に係わっている可能性が示唆された。