N-結合型糖鎖によるラミニン-5の機能制御

ラミニンやフィブロネクチンなどの細胞外マトリックス(ECM)は、細胞の極近傍で多様な細胞外環境を構成している。細胞-ECM間の接着を担う細胞膜表面の受容体蛋白質インテグリンによって、ECMに書き込まれた細胞の増殖、分化、形質発現などを制御する多様な細胞外環境情報が読み取られ、インテグリンの細胞内ドメインに集積する様々なシグナル伝達因子やアクチン結合蛋白質を介して、細胞内に伝達される。ほとんどのECM分子は糖タンパク質であり、その糖鎖構造は糖転移酵素などの発現パターンにより決定される。申請者は上皮系細胞が生体内で足場としている基底膜に多く含まれていて、かつ、がん転移・浸潤と深く関わると考えられる高い細胞分散活性を持つラミニン-5(LN-5)に着目した。これまでの我々の糖転移酵素に関する研究から、糖転移酵素GnT-IIIが、がん転移・浸潤と深く関わるGnT-Vのアンタゴニストであろうと考え、昨年は、GnT-IIIおよびGnT-V発現stableクローン(LN-5を高発現する胃癌由来のMKN-45細胞)を確立し、糖鎖改変によるLN-5の発現量に及ぼす影響の検討を行い、GnT-III発現細胞ではLN-5の発現量や細胞外への分泌量が減少し、逆にGnT-Vの発現細胞ではどちらも増加することを見出した。本年度は、それぞれの細胞の培養上清からLN-5を精製し、LN-5の生物活性を測定した。細胞分散活性において、GnT-III発現細胞由来のLN-5の活性はGnT-V発現細胞由来のLN-5の活性に比較して著しく低下することを見出した。このことはLN-5の活性がLN-5を修飾している糖鎖構造によって制御されていることを示している。さらに、糖鎖リモデリングによる細胞外環境の改変が可能なことを示唆している。

ラミニンやフィブロネクチンなどの細胞外マトリックス(ECM)は、細胞の極近傍で多様な細胞外環境を構成している。細胞-ECM間の接着を担う細胞膜表面の受容体蛋白質インテグリンによって、ECMに書き込まれた細胞の増殖、分化、形質発現などを制御する多様な細胞外環境情報が読み取られ、インテグリンの細胞内ドメインに集積する様々なシグナル伝達因子やアクチン結合蛋白質を介して、細胞内に伝達される。ほとんどのECM分子は糖タンパク質であり、その糖鎖構造は糖転移酵素などの発現パターンにより決定される。申請者は上皮系細胞が生体内で足場としている基底膜に多く含まれていて、かつ、がん転移・浸潤と深く関わると考えられる高い細胞分散活性を持つラミニン-5(LN-5)に着目した。これまでの我々の糖転移酵素に関する研究から、糖転移酵素GnT-IIIが、がん転移・浸潤と深く関わるGnT-Vのアンタゴニストであろうと考え、昨年は、GnT-IIIおよびGnT-V発現stableクローン(LN-5を高発現する胃癌由来のMKN-45細胞)を確立し、糖鎖改変によるLN-5の発現量に及ぼす影響の検討を行い、GnT-III発現細胞ではLN-5の発現量や細胞外への分泌量が減少し、逆にGnT-Vの発現細胞ではどちらも増加することを見出した。本年度は、それぞれの細胞の培養上清からLN-5を精製し、LN-5の生物活性を測定した。細胞分散活性において、GnT-III発現細胞由来のLN-5の活性はGnT-V発現細胞由来のLN-5の活性に比較して著しく低下することを見出した。このことはLN-5の活性がLN-5を修飾している糖鎖構造によって制御されていることを示している。さらに、糖鎖リモデリングによる細胞外環境の改変が可能なことを示唆している。