細胞膜タンパク質HAI-1の切断を介した新規細胞間接着とがん転移促進機構の解明

通过细胞膜蛋白 HAI-1 的裂解阐明新型细胞间粘附和癌症转移促进机制

基本信息

批准号：
19K07047
负责人：
東昌市
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Yokohama City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

MMP-7は種々のがん組織で高発現しているマトリックスメタロプロテアーゼの一種であり、その発現はがん悪性度と高い相関を示す。私達はMMP-7により、がん転移が促進される機序として以下のことを明らかにしてきた。まず、活性型MMP-7が、がん細胞の細胞膜成分として存在するコレステロール硫酸と結合する。次にコレステロール硫酸と結合したMMP-7が近傍の細胞表層タンパク質であるHAI-1(hepatocyte growth factor activator inhibitor type 1)を切断することで、細胞凝集を惹起する。一方、2021年度までの研究で、MMP-7が誘導する細胞凝集メカニズムにセリンプロテアーゼ活性が介在することが示唆された。2022年度はMMP-7が誘導する細胞凝集メカニズムにおいてMMP-7の下流で作用すると考えられる、膜型セリンプロテアーゼの候補としてHAI-1の標的酵素の一つであるマトリプターゼを想定し、その活性発現機構の解明を目指して研究を行った。マトリプターゼ前駆体は生合成された後、HAI-1とともに細胞外へ輸送され、細胞外で自己活性化、あるいは他のプロテアーゼにより活性化されることが示唆されていた。そこで、マトリプターゼ前駆体とHAI-1のそれぞれの細胞外領域をHEK293細胞に共発現させたところ、殆ど細胞外へ輸送されないことが判明した。一方、HAI-1細胞外領域を修飾し、インヒビター活性を高めるとともに、マトリプターゼ前駆体のセリンプロテアーゼドメインに活性型コンフォーメーションを誘導する分子を設計し、これをマトリプターゼ前駆体の細胞外領域とともにHEK293細胞に共発現させると、細胞外への輸送が飛躍的に増強されることを見出した。今後、MMP-7がどのようにマトリプターゼ前駆体から活性を誘導するのかについて調べて行く予定である。

MMP-7是一种在多种癌组织中高表达的基质金属蛋白酶，其表达与癌症恶性程度高度相关。我们阐明了MMP-7促进癌症转移的以下机制。首先，激活的 MMP-7 与硫酸胆固醇结合，硫酸胆固醇作为癌细胞的细胞膜成分存在。接下来，与硫酸胆固醇结合的 MMP-7 会裂解附近的细胞表面蛋白 HAI-1（肝细胞生长因子激活剂抑制剂 1 型），导致细胞聚集。另一方面，截至2021年进行的研究表明，丝氨酸蛋白酶活性参与了MMP-7诱导的细胞聚集机制。在2022财年，我们将重点关注HAI-1的靶酶之一matriptase，作为候选膜型丝氨酸蛋白酶，该蛋白酶被认为在MMP-7诱导的细胞聚集机制中作用于MMP-7下游，并进行研究我们进行研究的目的是阐明其表达机制。有人提出，matriptase前体生物合成后，与HAI-1一起被转运到细胞外，并被自身激活或被细胞外的其他蛋白酶激活。因此，当我们在HEK293细胞中共表达matriptase前体和HAI-1的胞外区域时，我们发现它们几乎不被转运到细胞外。另一方面，我们设计了一种分子，修饰 HAI-1 的胞外区域以增加抑制剂活性并诱导 matriptase 前体的丝氨酸蛋白酶结构域中的活性构象，我们发现当在 HEK293 细胞中共表达时，转运到外部。细胞数量显着增强。未来，我们计划研究 MMP-7 如何诱导 matriptase 前体的活性。