プロテオグリカン型チロシンホスファターゼPTPζの情報伝達制御機構

蛋白多糖酪氨酸磷酸酶PTP的信息转导控制机制

• 批准号: 15040226
• 负责人: 前田 信明
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15040226/
• 关键词: プロテオグリカン; チロシンホスファターゼ; PTPζ; コンドロイチン硫酸; 形態形成; プルキンエ細胞; 小脳; 樹状突起; プロテオグリカン; チロシンホスファターゼ; PTPζ; コンドロイチン硫酸; 形態形成; プルキンエ細胞; 小脳; 樹状突起

小脳プルキンエ細胞(PC)は非常に発達した樹状突起を有する大型の神経細胞である。PCの樹状突起は、隣接するバーグマングリア細胞(BG)から伸長する多数の薄片状突起と密接に相互作用しながら発達する。我々はこれまで、両者の細胞間相互作用にコンドロイチン硫酸(CS)プロテオグリカンとして生合成される受容体型チロシンホスファターゼPTPζ、および、そのリガンドであるプレイオトロフィン(PTN)が寄与することを明らかにしてきた。PTPζとPTNとの結合にはCSの寄与が必須であり、CSを分解除去すると、両者の親和性は著しく減少する。また両者の結合は、GlcA(2S)1-3GalNAc(6S)(D単位)やGlcA1-3GalNAc(4,6 diS)(E単位)に富んだCS標品により強く阻害されることから、CS鎖内の高硫酸化された領域が結合に寄与していると考えられる。そこで発達期小脳より、PTPζの細胞外領域に相当するホスファカンを精製し、そのCSの構造解析を行ったところ、D単位が4%と高い含量を示した。また、D単位を認識するモノクローナル抗体(MO-225)を用いた免疫組織化学的解析により、PCとBGの接触面にD単位に富んだCSが豊富に存在することを見い出した。また、RT-PCRによりD単位の生成に寄与するCS 2-sulfotransferase遺伝子の発現が小脳の発達に伴って著しく増大すること、および、in situ hybridizationの結果、本遺伝子がPCに選択的に発現することが明らかになった。一方、CSの骨格構造の生成に寄与するCS synthase 1遺伝子の発現レベルは、小脳の発達過程でほぼ一定であり、その発現もPC、BGの両者に観察された。PTPζは、PCとBGの両者に発現することから、CS構造の差異が、細胞種特異的な情報伝達強度の調節に寄与している可能性が考えられる。現在、鮫CS-Dを用いてPTN結合領域の同定を試みており、18糖以上の糖鎖長が結合に必要であることを見い出している。

小脑浦肯野细胞（PC）是具有高度发达的树突的大神经元。 PC的树突与从相邻的Bergmanglia细胞（BG）延伸的许多片状过程密切相互作用。我们先前已经证明，被生物合成为硫酸软骨蛋白（CS）蛋白聚糖及其配体Pleiotiotirophin（PTN）的受体型酪氨酸磷酸酶PTPζ有助于两者之间的细胞细胞相互作用。 CS的贡献对于PTPζ和PTN之间的结合至关重要，当CS分解时，两者之间的亲和力显着降低。此外，富含GLCA（2s）1-3GALNAC（6S）（D单位）和GLCA1-3GALNAC（4,6 dis）（4,6 dis）（E单位）的CS制剂强烈抑制两者之间的结合，并且认为CS链中高度硫酸盐的区域有助于结合。因此，从发育小脑中纯化了与PTPζ的细胞外区域相对应的磷酸，其CS的结构分析显示出较高的D单位含量，如4％。此外，使用单克隆抗体（MO-225）识别D单元的免疫组织化学分析表明，PC和BG之间的接触表面中存在丰富的D单元。此外，CS 2-硫代转移酶基因的表达有助于通过RT-PCR产生D单位，随着小脑的发展显着增加，并且原位杂交表明该基因在PC中选择性表达。另一方面，在小脑发育过程中，CS合酶1基因的表达水平几乎是恒定的，并且在PC和BG中也观察到其表达。由于PTPζ在PC和BG中均表达，因此CS结构的差异可能有助于调节细胞类型特异性信号强度。目前，我们正在尝试使用鲨鱼CS-D鉴定PTN结合区域，并发现结合需要18个或更多糖的糖链长度。