【研究分野】細胞生物学

【研究領域課題番号】09308028 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

抗-接着 / 細胞外マトリックス / 遺伝子組換え動物 / インテグリン / シンデカン / アネキシン / 細胞増殖 / 細胞移動 / ノックアウトマウス / ノックインマウス / 細胞接着 / 細胞抗接着 / 抗一接着 / 形態形成 / 細胞分化 / 神経発生 / 癌転移

【研究成果の概要】

本研究は、細胞外マトリックスの生物機能とくに抗-細胞接着作用の解明を目的とし、遺伝子改変個体及び、細胞を利用して解析するものである。3年間の成果は以下にまとめられる。
1)遺伝子組換え動物の作成とその解析
・テネイシンCノックアウト純系マウスの作成(日下部、坂倉)と、同マウスにおいて自然発生乳癌の低下(吉田、坂倉)、創傷治癒過程の遅延と再生力の低下(日下部)、行動及び神経伝達物質の異常(日下部)を明らかにした。
・PTPζ遺伝子ノックインマウスを作成し、グリアのみでなくニューロンにも発現が認められることを明らかにした(野田)。
・Col4A6のノックアウトマウスの作成とアルポート症候群様病変の発生を認めたが、平滑筋腫を伴う形質変化は認められなかった(二宮)。
・プロテオグリカン(岡山、木全)、ニューログリカン(大平)、ラミニン(北川)については実験進行中である。
2)組換え細胞を使った抗-接着機能の解明と活性部位の固定
・抗体を利用した検索により、テネイシンCの抗-接着機能ドメインの同定はまだ終了していないが細胞増殖機能ドメインはEGF様配列(日下部)と選択的スプライシング部位(吉田)に同定できた。
・プロテオグリカンの抗-接着レセプターとしてアネキシンVI(木全)とシンデカン2(岡山)、リガンドとしてラミニンα4鎖(北川)を同定した。
・神経細胞の培養系でPTPζ(野田)とニューログリカン(大平)が細胞移動活性を示した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1997 - 1999

【配分額】30,500千円 (直接経費: 30,500千円)

【研究分野】動物発生・生理学

【研究領域課題番号】04454026 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

神経細胞 / 細胞識別 / 膜分子 / cDNAクローニング / 細胞接着 / 網膜 / 遺伝子導入 / 神経束形成 / 嗅覚系 / 神経発生 / 膜蛋白質 / 神経回路 / ニューロン

【研究成果の概要】

神経細胞間の特異的な結合は、神経細胞表面膜分子を媒介にした細胞識別がその基礎となって形成されると考えられる。本研究では、アフリカツメガエル神経系に発現する膜蛋白質プレキシン(plexin:従来名B2)の機能を明らかにするため、以下の2点について解析した。
1、アフリカツメガエル網膜におけるプレキシンの発現動態と機能の解析:プレキシン特異モノクローナル抗体MAbB2による免疫組織化学的な解析を行い、プレキシンはアフリカツメガエル脳や網膜の網状層に表現する分子量220kDの膜蛋白質であることを明らかにした。更に、発生早期の目の原基を抗プレキシン抗体存在下で培養すると、網膜の網状層の形成が阻害されることを明らかにした。このような結果は、プレキシンが網膜細胞の突起間の相互作用に関与し網状層の形成に重要な役割を演じていることを示唆している。
2、プレキシンcDNAのクローニング:膜蛋白質プレキシンの機能をより明らかにする目的で、プレキシンをコードするcDNAのクローニングを行った。その結果、プレキシンは膜貫通を一ヶ所持ち、細胞外領域にシィステインが豊富なドメインが3箇所ある既知の分子とは全く異なるユニークな膜分子であることが明らかとなった。更に、プレキシンcDNAを細胞接着能を持たないマウス株細胞(L細胞)に導入して強制発現させると、細胞接着能が生ずること、また、この細胞接着能は同種分子間の相互作用で起こり、Ca^<2+>依存性であることが明らかにされた。このようなモデル実験系で示された細胞接着能に基づいて、プレキシンが網膜細胞の相互作用や神経繊維の束形成に関与しているものと推察される。

【研究種目】一般研究(B)

【研究期間】1992 - 1993

【配分額】6,300千円 (直接経費: 6,300千円)

【研究分野】脳神経外科学

【研究領域課題番号】04670872 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ドレブリン / 細胞接着 / 細胞骨格蛋白 / 神経発生 / 遺伝子導入 / 神経発症 / SH-SY5Y細胞 / 突起伸展

【研究成果の概要】

ドレブリンは神経系の発生過程で特徴的に発現する蛋白質であり、ヒト及びラットでは2種類のアイソフォームE、Aよりなるが、そのうち成熟後にも存在するドレブリンAは神経特異蛋白であり、分化した神経細胞のみに特異的に発現されている。
まず、ヒト神経芽細胞腫由来SH-SY5Y細胞をレチノール酸(RA)によって分化させた。未分化SH-SY5Y細胞では、ドレブリンは細胞質内に斑点状に存在し、ストレスファイバー(SF)上においても連続性を持たずに点状にのみ存在した。分化して突起を伸展したSH-SY5Y細胞では、細胞体および突起の細胞膜近傍に局在が変化し、F-アクチンと共在したが、このF-アクチンはアクチンの脱重合剤サイトカラシンDに対して、SFを形成するF-アクチンよりも安定性が高かった。このことはドレブリンがアクチンの重合状態に影響を与えている可能性を示唆している。また、蛋白リン酸化酵素阻害剤k-252aによってもRAの場合と同様の変化がみられ、RAによるドレブリンの膜近傍への局在の変化には蛋白リン酸化酵素活性の阻害が関与すると推測された。
次に非神経細胞であるL細胞にドレブリンA遺伝子を導入してドレブリンを発現させたところ、SFは太く束状になって蛇行する、あるいは網目状のアクチン線維に変化し、ドレブリンが共在した。ドレブリン発現細胞では、サイトカラシンDに対して接着斑が安定化しており、同時にビンキュリン発現量の増加が確認された。ドレブリンはアクチンの重合状態を変化させることによってアクチン線維の形態のみならず接着斑の状態にも影響を与えている可能性が示唆された。

【研究種目】一般研究(C)

【研究期間】1992 - 1994

【配分額】2,100千円 (直接経費: 2,100千円)