デスモソーム形成のカルシウムスイッチの分子機構

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デスモソームは上皮性細胞間に形成される小器官であるが、in vitroではその形成がカルシウムイオン濃度によって調節されている。マウス皮層初代培養細胞を、低濃度(30μM)のカルシウム存在下で培養するとデスモソームは形成されず、細胞の分化も生じないが、カルシウム濃度を通常の値(1μM)にするとデスモソームが同期的に生成し、生体の皮膚組織と同様な分化もin vitroで誘導される。このカルシウムスイッチの分子機構を、デスモソーム構成蛋白質の合成・リン酸化・糖鎖の結合・細胞膜への組み込み・細胞膜における成分蛋白質間の特異的相互作用・特異的集合などを明らかにすることを目的として研究した。デスモソーム構成蛋白質のうち、デスモグリエン【I】,【II】(DG【I】,【II】)は細胞膜を貫く糖蛋白質、DG【III】は細胞外にあるデスモソーム構成蛋白質、デスモプラキン【I】/【II】,【III】,【IV】(DP【I】/【II】,【III】,【IV】)は細胞膜の細胞内側に存在している。本年度の研究結果は以下の通りである。1)DP【I】/【II】及びDG【I】,【II】,【III】は低カルシウム濃度培養液(LCM)中でも合成が行われている。2)DG【I】のターンオーバーはLCM中ではDP【I】/【II】,DG【II】に比較して早い。3)DG【I】,DG【II】のDP【I】/【II】に対する量比は高カルシウム濃度培養液(HCM)中で増加する。4)DG【II】の合成速度はHCMで著しく増加する。5)DP【I】/【II】,DG【I】はLCM中でもリン酸化されている。6)リン酸化レベルはHCM中で増加する。7)DG【I】のリン酸化速度はHCM中で大きく増加する。8)12-0-テトラデカノイルフォルボール-13-アセテート(TPA)はDP【I】/【II】,DG【I】のリン酸化速度をHCM中で増加させる。これらの結果は、デスモソームの初期形成は既に存在しているデスモソーム蛋白質の集合によって生起すること、LCM中でDG【I】の分解を促進する機構の存在すること、DP【I】/【II】,DG【I】のリン酸化度が安定なデスモソーム構造形成に関与している可能性、プロテインキナーゼCがデスモソーム形成に関与している可能性を示唆する。