a. リンパ球ホーミングを媒介する血管HEVに発現する新規分子の探索
上にも述べたように、リンパ球はHEVという血管からリンパ節やパイエル板に流入しますが、その分子機構にはまだ不明な点が多いのが実情です。もしHEVにだけ特異的に発現している新規分子があれば、HEVの機能、すなわちリンパ球ホーミングに関与している可能性が大です。そこで私たちの研究室では、そのような未知の新しい分子を発見、同定するために、HEVに高い発現を示す新規分子の探索を行っています。これまでにマウスのHEVから内皮細胞を精製してcDNAライブラリーを作成し、HEVに高い発現を示す遺伝子群を調べることにより、HEVの遺伝子発現プロファイルというものを世界で始めて作成しました。その解析から、これまでにいくつもの新しい分子が同定され、その構造と機能について詳細な解析を行っているところです。見つかったいくつかの分子は、上に述べた特定のケモカインを結合する機能をもち、HEV周囲にケモカインをとどめ置く機能をもっている分子ではないかと考えられます。私たちはこれらの「ケモカイン捕捉分子」について解析を進めています。また、私たちはHEVが作る新規ケモカインについても探索を進めています。
b. ホーミングレセプターL-セレクチンの新規リガンドの探索
リンパ球のホーミングを司るもっとも重要な分子として、リンパ球上にL-セレクチンという接着分子があります。この分子は、上に述べた血管アドレシンと総称される分子群上の特定の糖鎖構造を認識してリンパ球がHEVにのみ結合するための主役を果たすということになっています。この糖鎖構造は硫酸化シアリルルイスXというものですが、私たち自身の解析によると、L-セレクチンはこれ以外の糖鎖、特にコンドロイチン硫酸Bやコンドロイチン硫酸Eなどにも特異的に結合します。そして、やはり白血球の移動に関与する接着分子であるP-セレクチンや、特定のケモカイン(SLC, IP-10, RANTESなどの)もこれらのコンドロイチン硫酸に結合します。このことから、コンドロイチン硫酸BやEには細胞移動を制御する可能性があり、これまで知られていないような未知の重要な生物学的機能をもっているのではないかと考えられます。しかし現在のところ、これらの糖鎖の機能は不明なだけではなく、生体のどこに存在するのか、正確にどのような機能があるのか、殆どわかっていません。最近、私たちの研究室ではこのようなコンドロイチン硫酸BやEに反応するモノクローナル抗体の作成に成功したので、これらの糖鎖の生体内局在や機能について解明を急いでいるところです。
c. 白血球接着分子PSGL-1の機能と解明と新規リガンドの探索
組織に感染や外傷が起こると、ふつうは白血球の中でも好中球や単球がその組織に浸潤してきて、いわゆる炎症反応が始まります。この時には、白血球上のPSGL-1という接着分子が、炎症組織の血管内皮細胞の上に発現するP-セレクチンという接着分子と結合することによって白血球のローリングという現象をひきおこし、これにより炎症反応が始まるといわれています。最近、このPSGL-1が、好中球や単球の移動だけではなく、ヘルパーT細胞、特にTh1とよばれるタイプのヘルパーT細胞の移動にもきわめて重要な働きをすることがわかってきました。そしてPSGL-1には細胞を接着させるだけではなくて、細胞内にシグナルを伝達して細胞の接着や移動を促進する働きがあるらしいことがわかってきました。そこで、私たちの研究室ではPSGL-1のシグナル伝達機構や、PSGL-1の接着以外の機能などについて研究を進めています。PSGL-1の機能制御が可能になれば、炎症細胞浸潤の制御にきわめて役立つと思われます。
d. 白血球特異的アダプター分子リューパキシンの構造と機能の解析
私たちの研究室ではリンパ球のみに発現する新規遺伝子の探索を行い、白血球だけに発現するリューパキシンという分子を見つけました。この分子は、パキシリンという細胞接着を制御するアダプター分子とよく似た構造を持つことから、白血球の細胞接着を制御する機能をもっていると考えられます。白血球は上皮細胞や内皮細胞に比べて、正常時では接着性が低く、必要時にのみ接着性を発揮するという特徴をもっています。この、普段は動き回る性質をもちながら必要時に局所に接着するという独特の性質は、白血球が生体防御機能を果たす際にきわめて重要なものと考えられています。私たちはリューパキシン自身がこのような性質に重要な役割を果たす可能性を考えて、リューパキシンの構造と機能について詳しく調べています。 ↑to page top
参考文献
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話はここで、リンパ球から癌細胞へと大きく変わります。最近の著しい医学の進歩にもかかわらず、癌による死亡率は相変わらず高く、長寿社会における大きな脅威となっています。癌死の一番の原因は転移です。原発巣を除去しても癌は転移を起こすことがあります。特に癌細胞はしばしば血液を介して原発巣から離れた遠隔臓器に転移し、血行性転移あるいは遠隔転移とよばれる状態をひきおこします。このような転移が起こると、外科的に癌を取り除くことは難しくなり、また抗癌剤の効きも悪くなるために、癌の治療はきわめて難しくなります。
それでは、なぜ癌細胞はなぜ転移するのでしょう?その分子機構を調べてみると、ある種の癌細胞はまるでリンパ球のように、接着分子やケモカインを利用して自分の行き先を見つけ、遠隔転移をするらしいということがわかってきました。そこで私たちは、上で述べたリンパ球の動態制御の研究を応用して、癌細胞の血行性転移を何とか制御できないかと考えています。癌細胞の転移を制御できるようになれば、癌による死亡率は大幅に減少させることができるはずです。
a. 接着分子CD44の機能の解明と新規リガンドの探索
最近の研究から、癌細胞表面に発現しているCD44という接着分子が癌細胞の浸潤、転移に大きな役割を果たすことがわかってきました。CD44は、組織の土台を作る細胞外基質、なかでもヒアルロン酸という細胞外基質構成成分に結合することが知られています。ヒアルロン酸はまた、体内にもっとも豊富に存在する糖鎖としても知られています。私たちの研究から、癌細胞上のCD44はこのヒアルロン酸と結合しますが、特に酵素消化により低分子量になったヒアルロン酸と結合し、さらに、この結合により癌細胞は活性化されて、運動性や浸潤性が高まることがわかってきました。この低分子量化ヒアルロン酸は癌組織で高濃度に見られることから、癌細胞の転移性を高める「生体内の悪者」である可能性が強いと思われます。
これとは別に、私たちの研究から、CD44はコンドロイチン硫酸という糖鎖にも結合することが明らかになりました。コンドロイチン硫酸は通常、プロテオグリカンと総称される糖タンパク質の一群の上の糖鎖として存在しますが、これまでのところ、CD44に結合性を示すプロテオグリカンの正確な生体内分布や機能はよくわかっていません。もし癌細胞が浸潤、転移をする組織にこのような糖鎖やプロテオグリカンが多量に存在するのであれば、これらの分子は癌細胞の転移を抑制するための重要な標的となることが考えられ、これらの分子を同定することは癌の治療において大きな意義があると思われます。さらに、私たちは、ヒアルロン酸やコンドロイチン硫酸以外にもCD44の未知のリガンド(生体内結合物質)があると考え、癌細胞の動態制御の観点から探索を進めています。
b. 癌細胞のtransmigrationを媒介する分子機構の解析
癌細胞が特定の組織の血管に結合して、さらにその血管をくぐり抜けてその組織に侵入することが遠隔転移の始まりです。しかし、癌細胞が血管の内皮細胞に結合した後、どのようにして内皮細胞の間隙を開き、通り抜けるのかはよくわかっていません。この通り抜けのことをtransmigration とよびますが、私たちはtransmigrationの分子機構に興味をもっています。というのは、このプロセスをうまく抑制できれば癌細胞の遠隔転移を抑制できる可能性があるからです。これまでの研究から、私たちは内皮細胞の上には押しボタンのようなものがあり、癌細胞がこの押しボタンを押すことにより、内皮細胞の間隙を開かせ、その間を通り抜けていく可能性を考えています。押しボタンとしては、接着分子およびケモカインレセプターなど種々の分子が考えられますが、私たちはさまざまなアプローチを用いて、この押しボタンを同定しようと試みています。押しボタンが同定できれば、次は癌細胞が押さないようにする試みを考えることができます。 ↑to page top
参考文献
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