細胞融合に関わる分子とその翻訳後修飾に関する分子細胞生物学研究

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母体と胎児間の循環や代謝などを行う胎盤は胎児が子宮内で生存するために重要な器官であり、その機能において中心的な役割を果たしている栄養膜細胞の細胞融合に関わる分子の探索とその解析を試みた。栄養膜細胞のモデルシステムとして知られるBeWo細胞(ヒト絨毛癌由来細胞)をフォルスコリン添加により多核体へ誘導後、分画した膜画分のプロテオーム解析により細胞融合関連分子候補の1つとしてglyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase(GAPDH)を見出した。GAPDHはBeWo細胞の分化誘導に伴い等電点が酸性側へシフトしており、ナノスプレイ質量分析法で測定した結果、この等電点の変化は1Da単位の質量増加がみられる脱アミド化であることが示唆された。グルタミンの脱アミド化に関与する酵素であるトランスグルタミナーゼ(TG)に対する特異的な阻害剤添加やsiRNAによるノックダウン解析を行ったところ、TG2のノックダウンにより分化誘導に伴うGAPDHの翻訳後修飾は顕著に抑制され、多核体形成の抑制が見られた。またGAPDHの分子内に存在する7か所のグルタミン残基を含むペプチドをナノスプレイ質量分析による衝突誘起解離によって測定した結果Gln77、Gln203がGluに置換され、脱アミド化されていることを同定した。GAPDHを過剰発現させたBeWo細胞において細胞融合の抑制がみられた事からGln77または7か所全てのGlnを脱アミド化したGAPDHを過剰発現させるとGAPDHの過剰発現による細胞融合の減少の回復が観察された。これらのことからGAPDHはトロホブラストの細胞融合を抑制するがTG2によって脱アミド化を受けることにより、その機能が消失し分化へとシフトすることが示唆された.