「Dab1」の版間の差分

  {{GNF_Protein_box

  | Name = Disabled 1

  | Mm_Uniprot = P97318

  | path = PBB/1600

英語名: disabled 1、Dab1 遺伝子名: disabled homolog 1(ヒト)、disabled 1 (マウス)、遺伝子シンボル：Dab1 (ヒト)、DAB1 (マウス)  

　Dab1は[[wikipedia:ja:中枢神経系|中枢神経系]]において[[wikipedia:ja:神経細胞|神経細胞]]の正常な移動・配置に必須の細胞内シグナル伝達分子で、神経細胞の[[wikipedia:ja: 樹状突起|樹状突起]]の発達等にも関与していると考えられている<ref><pubmed>16512359</pubmed></ref><ref name="honda"><pubmed>21253854</pubmed></ref>。''dab1''遺伝子の欠損は層構造を形成する[[wikipedia:ja:大脳新皮質|大脳新皮質]]、[[海馬]]、[[wikipedia:ja:小脳|小脳]]、あるいは核構造を形成する[[wikipedia:ja:脳幹|脳幹]]、[[wikipedia:ja:脊髄|脊髄]]等の神経細胞の配置に異常を引き起こす。同様な表現型は、[[wikipedia:ja:リーリン|''reelin'']]遺伝子に変異のある[[wikipedia:Reeler|''reeler'']][[wikipedia:ja:ハツカネズミ|マウス]]と、[[wikipedia:Low density lipoprotein receptor-related protein 8|''low density lipoprotein receptor-related protein 8'' (''apoER2'')]]と[[wikipedia:VLDL receptor|''very-low-density-lipoprotein receptor'' (''vldlr'')]]のダブル[[wikipedia:ja:ノックアウトマウス|ノックアウトマウス]]でも観察されている。様々な実験結果により、細胞外のReelinがApoER2/VLDLRにより受容され、Dab1が細胞内でシグナルを伝達するシグナル伝達経路を形成していると考えられている。また、Reelin刺激によって[[wikipedia:ja:リン酸化|リン酸化]]を受けるDab1の[[wikipedia:ja:チロシン|チロシン]]５カ所を[[wikipedia:ja:フェニルアラニン|フェニルアラニン]]に変異させたマウスでは、''dab1''遺伝子の変異と同じ神経細胞の配置異常が引き起こされることから、Dab1のチロシンリン酸化はこのシグナル伝達経路に必須であることが示されている。チロシンリン酸化されたDab1により活性化される経路が調べられ、中でも[[wikipedia:CRK (gene)|Crk]]/[[wikipedia:CRKL|CrkL]]-[[wikipedia:RAPGEF1|C3G]]-[[wikipedia:Rap1|Rap1]]経路が、[[カドヘリン|N-cadherin]]や[[wikipedia:Integrin|Integrin]] <span class="texhtml">α</span>5<span class="texhtml">β</span>1の制御を行うことで神経細胞の移動調節を行っている可能性が示唆されている。  

== 歴史的推移  ==

　2000年になり、ApoER2とVLDLRのダブルノックアウトマウスが、リーラーフェノタイプになること<ref name="ref2"><pubmed>10380922</pubmed></ref>が明らかになり、さらに生化学的結合実験等により、ApoER2とVLDLRがReelinの[[wikipedia:ja:受容体|レセプター]]であることが示された<ref><pubmed>10571241</pubmed></ref><ref><pubmed>10571240</pubmed></ref>。またApoER2とVLDLRの細胞内ドメインのNPxYモチーフには、Dab1がそのPTBドメインを介して結合出来る事が示され、Dab1はApoER2、VLDLRを介してReelinシグナルを受け取る事が示唆された<ref name="ref2" />。また同年、活性化型Srcによってチロシンリン酸化を受ける可能性のある５つのチロシンが同定され、この５つのチロシンリン酸化部位全てをフェニルアラニンに変異させた[[wikipedia:Gene knockin|ノックインマウス]]が、リーラーフェノタイプになる事が示された<ref name="5F"><pubmed>10959835</pubmed></ref>。この実験結果により、Dab1のチロシンリン酸化はReelinシグナルにとって必須であることが示された。  

== 分子構造  ==

　Dab1(p80)はN末端側にPTBドメイン、続く領域にチロシンリン酸化部位を持つ細胞内タンパク質である（図1）。PTBドメインは、細胞内ドメインにNPxYモチーフを持つ膜タンパク質と結合する。これまでに、ApoER2<ref name="ref2" />、VLDLR<ref name="ref2" />、マウス[[wikipedia:PCDH18|Pcdh18]]<ref name="ref1" />（Pcdh18の場合はNPTS配列を持つ）、[[wikipedia:Amyloid precursor protein|Amyloid precursor protein (APP)]]<ref name="ref2" />、[[wikipedia:APLP1|Amyloid-like protein 1 (APLP1)]]<ref name="ref2" />、 [[wikipedia:APLP2|Amyloid-like protein 2 (APLP2)]]<ref><pubmed>11716507</pubmed></ref>との結合が報告されている。これらの結合にはNPxYモチーフのチロシン残基のリン酸化は必要としない。PTBドメインには[[wikipedia:Pleckstrin homology domain|plekstrin homology (PH)ドメイン]]様構造が含まれており、リン脂質（[[wikipedia:Phosphatidylinositol 4-phosphate|Phosphatidylinositol 4-phosphate]]と[[wikipedia:Phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate|Phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate]]）に結合することが出来る<ref name="app"><pubmed>10373567</pubmed></ref>。また、PTBドメインのN末端側には[[wikipedia:Nuclear localization sequence|核移行シグナル(Nuclear localization Signal: NLS)]]、PTBドメインのC末端側に二つの[[wikipedia:Nuclear export signal|核外移行シグナル(Nuclear Export Signal: NES)]]を持っており、核と細胞質間を移行する能力を有している<ref name="app"><pubmed>10460257</pubmed></ref>。PTBドメインのC末端側、分子の中程にチロシンリン酸化を受ける部位が５カ所（Y185、Y198、Y200、Y220、Y232）同定されており<ref name="app" />、このうちの４つがシグナルの伝達に重要な役割を果たしている事が明らかにされている<ref name="app" /><ref><pubmed>17062576</pubmed></ref>。４つのチロシンリン酸化サイトは配列の相同性からYQXI配列を持つ２つ(Y185、Y198）とYXVP配列を持つ二つ（Y220、Y232）に分けられる。 神経細胞の移動に関しては、YQXI配列を持つY185とY198の間、およびYXVP配列を持つY220とY232の間で機能に冗長性を持つ。一方、両方の[[wikipedia:ja:対立遺伝子|対立遺伝子]]にY185・Y198両方に変異を持つマウスと、Y220・Y232両方に変異を持つマウスではそれぞれリーラーフェノタイプを示す。しかしながら、片方の対立遺伝子でY185・Y198両方に変異を持ち、もう一方の対立遺伝子でY220・Y232両方に変異を持つ変異マウスではリーラーフェノタイプを示さないことから、YQXI配列を持つY185・Y198とYXVP配列を持つY220・Y232はそれぞれ独立の機能を持ち、さらにYQXI配列とYXVP配列間で相互依存する関係であることが示されている<ref name="5F" />。Y200の生理的役割は不明である。  

　海馬では妊娠12.5日目には神経上皮細胞に弱く''dab1''のmRNAが観察され、妊娠14.5日目までに海馬の辺縁帯、[[錐体細胞層]]、脳室帯の三層が別れ、錐体細胞層に強い発現が観察されるようになる。また隣り合う歯状回の顆粒細胞層にも''dab1''の発現が観察される。海馬についても''dab1''の発現は生後3日でも維持される。また、大脳新皮質と同様、Dab1の発現領域は''reelin''を発現するCajal-Retzius細胞の存在する辺縁帯に隣接した領域で観察される。  

　Dab1のタンパク質がどの様な細胞に、どのような細胞内分布で発現しているのかは、免疫組織化学染色が難しく報告は少ないが、mRNAの発現分布と一致して大脳新皮質や海馬では神経細胞、小脳ではプルキンエ細胞に発現していることが報告されている<ref name="feng" />。また、生体内における詳細な細胞内分布については不明である。  

=== 大脳新皮質発生で観察されるDab1欠損による発生異常  ===

　''dab1''欠損マウスでは神経細胞は正常に産生されるが、神経細胞はプレプレートの間に入ることが出来ず、プレプレートスプリッティングが起らない。その為辺縁帯が存在しない。後続の神経細胞は正常に移動出来ずに、脳表面から脳室方向に異所性に配置され、“アウトサイドイン”と呼ばれる異常な組織構築を行うようになり、大体の層構造が逆転する異常な大脳新皮質が形成される。異常な構造中には、[[インターナルプレキシフォームゾーン（internal plexiform zone）]]と呼ばれる細胞密度の低い領域が散在し、この部分には[[視床]]から[[サブプレート]]に投射する[[軸索]]等が走行しする。また神経細胞からは樹状突起がこの領域に向かい展開される傾向がある<ref><pubmed>12205665</pubmed></ref>。  

　''dab1''欠損により引き起こされるこれらの神経細胞の移動障害が、''dab1''が欠損した細胞自身の障害によるものなのか、あるいは、''dab1''を欠損した周囲の細胞によって引き起こされた二次的な原因によるものなのか、あるいは両方なのか、Dab1の機能を解明する上で焦点となった。この問題を解決するため、野生型''dab1''を発現する細胞と''dab1''を欠損した細胞の[[wikipedia:Chimera (genetics)|キメラマウス]]が作成された<ref><pubmed>11698592</pubmed></ref>。その結果、野生型の''dab1を''発現する細胞群が''dab1''を欠損した細胞群の上に配置されるような異常な皮質構造（スーパーコルテックス）が形成される一方、少数の野生型細胞が''dab1''欠損細胞群中に取り込まれることが示された。この結果より、''dab1''欠損による細胞の移動障害は主には細胞内因性の障害によって引き起こされているが、一部は周囲の細胞の障害にも影響されていることが示唆された。また、''dab1''を欠損した''scrambler''マウスや''yotari''マウスに''dab1''をレトロウイルスや''in utero'' [[wikipedia:ja:電気穿孔法|エレクトロポレーション法]]により導入し、''dab1''の発現をレスキューした場合においても、''dab1''を導入された神経細胞は''dab1''を欠損した神経細胞を追い越して脳表層まで到達し<ref name="sanada"><pubmed>15091337</pubmed></ref><ref name="morimura"><pubmed>19796633</pubmed></ref>、プレプレートスプリッティングも引き起こす<ref name="morimura" />ことから、''dab1''欠損による移動障害が主には細胞内在性に引き起こされていることが示唆されている。  

　では、''dab1''の欠損により、何が一次的に障害されているのか？、この問題を解明する為に、周囲の細胞が正常な環境下で、一部の神経細胞でのみDab1の機能を阻害し、''dab1''の欠損によりどのような移動障害が引き起こされるのかが詳細に観察された。大脳新皮質の神経細胞は誕生時期の違いにより、異なる移動過程を経ることが知られている<ref><pubmed>20182622</pubmed></ref>。早生まれの神経細胞は脳室帯で誕生した後、もともと脳の表層にアンカリングしてあった突起を用いて細胞体を引き上げる、ソーマルトランスロケーション（somal translocation）と呼ばれる形式で移動する<ref><pubmed>11567613</pubmed></ref>。一方、遅生まれの神経細胞は脳室帯で誕生した後、[[脳室下帯（subventricular zone:SVZ)]]の直上で[[多極性の形態（多極性細胞）]]をとり、突起を出したり縮めたりしながら多極性移動（[[Multipolar migration]]）と呼ばれる移動を行い、その後、紡錘形の形態にトランスフォームして脳表面にロコモーション(locomotion)と呼ばれる方式で移動する<ref><pubmed>14602813</pubmed></ref>。さらに、脳表面付近では神経細胞の進行方向に長く伸びた[[先導突起（leading process）]]と呼ばれる突起を辺縁帯（marginal zone）付近まで伸ばし、核を引き上げる様に移動するターミナルトランスロケーションと呼ばれる移動様式により移動を行う<ref><pubmed>11175874</pubmed></ref>。''in utero''エレクトロポレーションによって''dab1''のノックダウンが行われた結果、神経細胞は脳の表層近くまで移動するが、移動の最終過程であるターミナルトランスロケーションが障害されていることが示された<ref name="dab1KD" /><ref name="sekine1"><pubmed>21697392</pubmed></ref>。さらに、Dab1依存的に神経細胞がターミナルトランスロケーションを行う部位は、発達した神経細胞のマーカーであるNeuNが陰性の原始皮質帯 (primitive cortical zone:PCZ) に相当する部分であることが示されている<ref name="sekine1" />。また、''dab1''のコンディショナルノックアウトマウスを用い、''in utero''エレクトロポレーションにより一部の細胞でdab1をノックアウトした実験では、早生まれの細胞ではソーマルトランスロケーションが阻害され、遅生まれの細胞ではターミナルトランスロケーションが阻害されていることが示された<ref name="ncad2" />。一方、これらの実験では樹状突起形成にも異常が生じる結果が報告されているが、ターミナルトランスロケーションも阻害されていることから、これらの実験での樹状突起形成の発達障害は二次的な影響との可能性も考えられる。しかしながら、海馬において生後3日に時期特異的に''dab1''をノックアウトした場合に、樹状突起形成に異常が生じること<ref name="matsuki" />、''dab1''ノックアウトマウスから得られた神経細胞を培養した場合にも樹状突起の形成に障害が生じること<ref name="Niu" />等から、dab1には樹状突起形成を促進する働きがあることが示唆されている。  

　また、Dab1のチロシンリン酸化非依存的にDab1に結合する分子として、[[wikipedia:Notch proteins|Notch]]<ref name="notch"><pubmed>18957219</pubmed></ref>、[[wikipedia:DAB2IP|Dab2IP]]<ref><pubmed>12877983</pubmed></ref>、[[wikipedia:WASL (gene)|N-WASP]]<ref><pubmed>15361067</pubmed></ref>が知られている。特にNotchについては、その活性化型フォームを''reeler''に導入した場合に神経細胞の移動をほぼ完全にレスキューすることから、Reelin-Dab1シグナルにおいて何らかの重要な役割を果たしていることが考えられるが、その作用メカニズムは不明である<ref name="notch" />。  

== 関連語  ==

== 参考文献  ==