新たなプロテアーゼDINEによる神経細胞変性の防御メカニズムの解明

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運動神経が損傷を受けた後、生存・再生する過程で発現する遺伝子群をスクリーニングした結果、我々は多くの興味深い遺伝子を得た。中でもDamage Induced Neuronal Endopeptidase(DINE)と名付けた分子は新たなメタロプロテアーゼであり、中枢神経系のさまざまな障害に応答し、損傷を受けた神経細胞で発現が誘導される。また、培養細胞に発現させると、Mn-SOD,やCu/Zn-SODなどの発現を促進させ、スパーオキサイドによる細胞死の防御に働くことが明らかになった。メタロプロテアーゼであるDINEは、その基質や機能に未だ不明の点が多い。本年度は、DINEの転写制御機構について特に研究の展開がみられた。DINE遺伝子の5'上流領域の解析を進めた結果、5'上流約3kbのなかには、神経細胞特異的発現にかかる領域が存在した。また、この領域を用いてLacZを発現するトランスジェニック動物を作成したところ、神経傷害に応答してLacZの発現が認められた。このことから、この領域には神経傷害特異的発現にかかるプロモーター領域も含まれることが明らかとなった。DINEプロモーターの下流にルシフェラーゼを結合したコンストラクトを用いて、後根神経節細胞やPC12細胞を用いてプロモーター活性を検討した。各種神経栄養因子による発現制御を検討した結果、LIFによる誘導が著しいことが明らかになった。また、gp130の中和抗体やSTAT3のドミナントネガティブ発現によりプロモーター活性を抑制できることから、LIF/LIFR/STAT3を介するシグナルがDINEの発現に重要であると考えられる。また、ラットの軸索損傷モデルにおいて、坐骨神経にLIFを投与することでDINEの発現が後根神経節で誘導されたことから、in vivoでもLIFはDINEの誘導因子であると考えられる。