ショウジョウバエを用いたヘパラン硫酸プロテオグリカン結合蛋白質の網羅的解析

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前年度までに同定したヘパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)結合タンパク質群の中から、神経栄養因子であるSpatzle(Spz)に焦点を絞り、SpzとHSPGとの結合様式の解析およびショウジョウバエ神経筋接合部における機能解析を行った。GPIアンカー型HSPGであるDally-like (Dlp)もしくは膜貫通型HSPGであるSyndecan(Sdc)発現ベクターをSpz発現ベクターと共にシュナイダー細胞に導入し、免疫沈降実験を行ったところ、SpzはDlpと特異的に共沈し、Sdcとの共沈はほとんど認められなかった。このことからSpzはDlpと特異的に結合することが示唆された。次にSpz変異体、Dlp変異体の3齢幼虫神経筋接合部を解析したところ、シナプティックブトンの過形成という共通の表現型が認められた。さらにシナプス後部筋肉特異的にspzとdlpの二重ノックダウン個体を作製したところ、spzやdlpの単独ノックダウン個体と比較して、神経筋接合部のブトン数が相乗的に増加した。このことから、spzとdlpとの間には遺伝学的相互作用が認められ、両者は共同でシナプス形成を制御することが示唆された。またdlpをノックダウンすることで、筋肉やシナプス周辺のSpz-GFPが増加したことから、DlpはSpzの代謝を調節していると考えられる。さらに シュナイダー細胞に発現させたSpzと受容体TollのエンドサイトーシスをDlpが顕著に促進することが分かった。以上のことから、Dlpは神経筋接合部においてSpzと受容体Tollの経路を修飾することでシナプス形成を調節する、という新規メカニズムが示唆された。また、これにより本研究で確立したHSPG結合タンパク質同定のための実験系の有用性を示すことができた。