変異型アルカリホスファターゼ(1559delT)の細胞内動態に関する研究

低ホスファターゼ症の原因である組織非特異的アルカリホスファターゼ(tissue-nonspecific alka line phosphatase,TNSALP)遺伝子の変異の中でも、1559番目(cDNA上の開始コドンのアデニンを1番目とする命名)のチミン(T)の欠失によるフレームシフト変異(1559delT)はこれまで日本人の低ホスファターゼ症患者のみに報告され、しかも高頻度で見られる特徴的な変異である。低ホスファターゼ症は2009年に厚生労働省の難病性疾患克服研究事業(研究奨励分野)に採択されていることからも、本変異の基礎的研究は、本症の最適治療確立にとって重要な意味を持つものである。申請者らは、これまで、Tet-On systemによるCHO細胞での安定発現系や無細胞蛋白合成系を用いた実験により、1559delT変異蛋白は、小胞体内腔で野生型に比べC末端側に80アミノ酸残基の延長を呈した状態で翻訳され、野生型同様に5箇所のN-型糖鎖修飾をうけているものの、C末端側の延長部の3つのシステイン残機によるジスルフィド結合が原因でGPIアンカー化されることなく高分子凝集体を形成していることを示唆している。また、翻訳後の高分子凝集体の殆どはEDEM(ER degradation enhancing α-mannosidase-like protein)が関与する小胞体関連分解機構に依存し、ユビキチン-プロテアソーム系によって分解され、一部はゴルジ装置を介した分泌経路を経て細胞外に分泌されることを確認している。今年度は、同変異酵素と小胞体シャペロンとの相互作用を検討したが、明瞭な結果は得られていない、原因は変異酵素の高分子凝集体が単一の形を形成するのではないため、それを認識するシャペロンも様々だということが考えられる、そのため、単一のシャペロンとの作用を解析した場合、極めて少量であるという可能性も示唆される。

低ホスファターゼ症の原因である組織非特異的アルカリホスファターゼ(tissue-nonspecific alka line phosphatase,TNSALP)遺伝子の変異の中でも、1559番目(cDNA上の開始コドンのアデニンを1番目とする命名)のチミン(T)の欠失によるフレームシフト変異(1559delT)はこれまで日本人の低ホスファターゼ症患者のみに報告され、しかも高頻度で見られる特徴的な変異である。低ホスファターゼ症は2009年に厚生労働省の難病性疾患克服研究事業(研究奨励分野)に採択されていることからも、本変異の基礎的研究は、本症の最適治療確立にとって重要な意味を持つものである。申請者らは、これまで、Tet-On systemによるCHO細胞での安定発現系や無細胞蛋白合成系を用いた実験により、1559delT変異蛋白は、小胞体内腔で野生型に比べC末端側に80アミノ酸残基の延長を呈した状態で翻訳され、野生型同様に5箇所のN-型糖鎖修飾をうけているものの、C末端側の延長部の3つのシステイン残機によるジスルフィド結合が原因でGPIアンカー化されることなく高分子凝集体を形成していることを示唆している。また、翻訳後の高分子凝集体の殆どはEDEM(ER degradation enhancing α-mannosidase-like protein)が関与する小胞体関連分解機構に依存し、ユビキチン-プロテアソーム系によって分解され、一部はゴルジ装置を介した分泌経路を経て細胞外に分泌されることを確認している。今年度は、同変異酵素と小胞体シャペロンとの相互作用を検討したが、明瞭な結果は得られていない、原因は変異酵素の高分子凝集体が単一の形を形成するのではないため、それを認識するシャペロンも様々だということが考えられる、そのため、単一のシャペロンとの作用を解析した場合、極めて少量であるという可能性も示唆される。