「Dab1」の版間の差分

{{box|text=　Dab1は[[中枢神経系]]において[[神経細胞]]の正常な[[神経細胞移動|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[[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[[大脳新皮質]]、[[海馬]]、[[小脳]]、あるいは核構造を形成する[[脳幹]]、[[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、[[リーリン]]遺伝子に変異のある[[リーラー|''reeler'']]マウスと、[[Low density lipoprotein receptor-related protein 8|''low density lipoprotein receptor-related protein 8'']] ([[apoER2|''apoER2'']])と[[VLDL receptor|''very-low-density-lipoprotein receptor'']] ([[vldlr|''vldlr'']])のダブル[[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、細胞外のリーリンが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、リーリン刺激によって[[リン酸化]]を受けるDab1の[[wikipedia:ja:チロシン|チロシン]]5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[[Crk]]/[[CrkL]]-[[C3G]]-[[Rap1]]経路が、[[N-カドヘリン]]や[[インテグリンα5β1]] 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。 }}

　1997年、チロシンキナーゼ[[Src]]に結合するタンパク質が探索され、当時未知のタンパク質であった、Disabled 1 (Dab1)（[[ショウジョウバエ]]で同定されていた[[disabled-1|''disabled-1'']]遺伝子と相同性があった為命名）が同定された<ref name="ref1"><pubmed>9009273</pubmed></ref>。Dab1はN末端領域に[[Phosphotyrosine-binding domain]] (PTBドメイン)を持つ[[アダプタータンパク質]]で、Srcによりリン酸化されることが明らかになった<ref name="ref1" />。''dab1''ノックアウトマウスが作成された所、大脳新皮質、海馬、小脳において神経細胞の配置異常が観察された<ref><pubmed>9338785</pubmed></ref>。この表現型は1951年に報告され、その原因遺伝子リーリンが1995年に明らかにされた、リーラー（''reeler''）マウスの表現型（リーラー表現型）<ref>'''Two new mutants trembler and reeler, with neurological actionss in the house mouse'''<br>J. Genet..: 1951, 51, 192-201[http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02996215 論文掲載サイト]</ref>と酷似していた。さらに、リーラー表現型を示すことが知られていた[[Yotari|''yotari'']]マウスと[[Scrambler|''scrambler'']]マウスの原因遺伝子が''dab1''であることが明らかになり<ref><pubmed>9338784</pubmed></ref><ref><pubmed>9436647</pubmed></ref><ref><pubmed>9292716</pubmed></ref><ref><pubmed>10648895</pubmed></ref>、Dab1とリーリンとの関連性が示唆された。

#リーリンは脳表層に分布するカハールレチウス細胞に主に発現が観察されるが、Dab1はそれに隣接する神経細胞に発現が観察され、相補的な発現パターンになっていること<ref name="rice" />、

　2003年以降、チロシンリン酸化されたDab1に結合する様々なタンパク質が報告され、現在までに[[Phosphoinositide 3-kinase]] ([[PI3K]])<ref><pubmed>12882964</pubmed></ref>、[[SOCS3]]<ref><pubmed>17974915</pubmed></ref>、[[NCKβ]]<ref><pubmed>14517291</pubmed></ref>、[[Lis1]]<ref><pubmed>14578885</pubmed></ref>、[[Src family kinase]]<ref name="ref1" /><ref><pubmed>18981215</pubmed></ref>、[[Crkファミリータンパク質]]（Crk、CrkL）<ref name="crk"><pubmed>15062102</pubmed></ref><ref><pubmed>15316068</pubmed></ref><ref><pubmed>15110774</pubmed></ref>がDab1のチロシンリン酸化依存的に結合することが報告されている。このうち''crk''と''crkl''ダブルノックアウトマウス<ref name="crk"><pubmed>19074029</pubmed></ref>、''c3g''の[[wikipedia:ja:ジーントラップ|ジーントラップ]]系統マウス<ref name="c3g"><pubmed>18506028</pubmed></ref>、及び''src''と''fyn''のダブルノックアウトマウス<ref><pubmed>16162939</pubmed></ref>においてはリーラーフェノタイプ様の異常が生じることが報告されている。  

　2004年には、''dab1''欠損マウスの海馬[[歯状回]]の[[顆粒細胞]]の樹状突起が野生型に比べて減少していること<ref name="Niu"><pubmed>14715136</pubmed></ref>、''dab1''欠損マウス由来の海馬神経細胞を培養した場合でも、樹状突起が短くなり、枝分かれの数も減少すること<ref name="Niu" />が報告された。また、2006年、''dab1''の[[ノックダウン]]実験により、神経細胞の樹状突起形成が阻害されること<ref name="dab1KD"><pubmed>16467525</pubmed></ref>、生後、時期特異的に''dab1''にノックアウトした場合、海馬の樹状突起形成が阻害される<ref name="matsuki"><pubmed>18477607</pubmed></ref>ことが報告され、Dab1は神経細胞の移動過程以外にも、樹状突起の発達にも関与することが示唆された。  

　2011年以降には、これまでの観察で培養神経細胞のリーリン刺激が、Dab1のリン酸化を介してCrk-C3G-Rap1経路を活性化すること<ref name="crc"><pubmed>21315259</pubmed></ref>が報告されていた為、Rap1のエフェクター分子が調べられた。その結果、リーリン-Dab1シグナルはN-カドヘリンを介して神経細胞の[[神経細胞移動|ロコモーション]]と呼ばれる移動過程<ref name="ncad1"><pubmed>1315259</pubmed></ref><ref name="ncad2"><pubmed>21516100</pubmed></ref>に、インテグリン<span class="texhtml">α</span>5<span class="texhtml">β</span>1を介して[[神経細胞移動|ターミナルトランスロケーション]]と呼ばれる移動過程に関与している<ref name="sekine2"><pubmed>23083738</pubmed></ref>可能性が示唆された。

[[Image:Fig1 Dab1 primary structure.png|thumb|400px|<b>図1．Dab1のドメイン構造</b><br>p80とp45、二つのスプライスバリアントを示す。オレンジ色の領域がPhosphotyrosine-binding (PTB)ドメイン、赤色の領域が核移行シグナル（Nuclear Localization Signal (NLS)）、青色の領域が核外移行シグナル（Nuclear Export Signal(NES)）、Yがチロシンリン酸化部位を示す。p45の灰色部分はp45特有の配列を示す。]]  

　マウスでは[[wikipedia:ja:選択的スプライシング|選択的スプライシング]]により13種の[[wikipedia:ja:スプライスバリアント|スプライスバリアント]]が存在することが報告されている<ref name="crk" />が、発達過程の中枢神経系では555アミノ酸を持つスプライスバリアント、''dab1'' p80（図1、p80）が最も多く発現している<ref name="ref1" />。  

　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[[Pcdh18]]<ref name="ref1" />（Pcdh18の場合はNPTS配列を持つ）、[[アミロイド前駆タンパク質]] (Amyloid precursor protein[[APP]])<ref name="ref2" />、[[Amyloid-like protein 1]] ([[APLP1]])<ref name="ref2" />、 [[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[[plekstrin homology]] (PH)ドメイン様構造が含まれており、[[リン脂質]]（[[ホスファチジルイノシトール-4-リン酸]] (PI(4)P)と[[ホスファチジルイノシトール-4,5-二リン酸]] (PI(4,5)P)）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:ja:核移行シグナル|核移行シグナル]]([[wikipedia:Nuclear localization signal|Nuclear localization Signal]]: NLS)、PTBドメインのC末端側に二つの[[wikipedia:ja:核外移行シグナル|核外移行シグナル]]([[wikipedia:Nuclear Export Signal|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>。

　また、''dab1''のp45スプライスバリアント（図1、p45）がコードするタンパク質は、p80とN末端側の1番目〜241番目のアミノ酸までが共通で、そのC末端側は異なる配列を有している。p45のみを発現するノックインマウスが作成されたが、リーラーフェノタイプは示さないことから、中枢神経系の正常発生については、p45に含まれないp80のC末端側の部位は必要では無いことが示されている<ref name="feng"><pubmed>18981215</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。  

　[[In situハイブリダイゼーション|''In situ''ハイブリダイゼーション]]により、''dab1'' [[wikipedia:mRNA|mRNA]]の発現分布を調べた報告<ref><pubmed>19796633</pubmed></ref>によると、発生期の[[マウス]]大脳新皮質では、胎生11.5日目の[[神経上皮細胞]]に弱く発現が観察される。胎生12.5日目には[[皮質板]]（cortical plate:CP)での強い発現が顕著になり、[[脳室帯]]（ventricular zone:VZ）での弱い発現も引き続き観察される。その後、生後0日にかけて、強い皮質板での発現が維持されるが、[[脳室]]帯での発現は弱くなり、[[中間帯]]（intermediate zone:IMZ）の上部での弱い発現が観察されるようになる。成獣のマウスでも生後0日に比べて弱くはなるが、皮質板において発現が観察される。大脳新皮質では、Dab1の発現部位はリーリンを発現している[[カハールレチウス細胞]]が存在する[[辺縁帯]]（marginal zone:MZ）と相互排他的発現パターンになっている。

　小脳については、妊娠13.5日目の脳室帯、[[外顆粒層]]、[[分化帯]]に発現が見られ、妊娠18.5日目から生後3日では、[[プルキンエ細胞]]層で発現が観察される。また妊娠18.5日目では、リーリンを強く発現する[[顆粒細胞]]が存在する外顆粒層に隣接してプルキンエ細胞層が存在し、小脳においても相補的な発現パターンを示す。

　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。

　前述の通り、dab1のノックアウトマウス及び、自然変異マウスで、大脳新皮質、海馬、小脳、脳幹、脊髄等の神経細胞の移動が障害されていることから、Dab1は層構造・核構造を形成する[[神経細胞移動]]において大変重要な役割を担っている考えられている。他の組織・臓器における機能についてはいくつか報告があるのみで、あまりよくわかっていない。

[[Image:Migration.png|thumb|400px|<b>図2．大脳新皮質の正常発生とリーリン、''dab1''変異マウス、''apoER2/vldlr'' ダブルノックアウトマウスの発生異常</b><br> (A) 発生期のマウス脳の模式図。下図は上図の点線部分で冠状断にした際の断面図。薄い赤色部分を拡大した図をBとCに示す。<br>(B、C) 野生型(B)、または''reeler''、''yotari''、''scrambler''、''apoer2/vldlr''ダブルノックアウトマウス(C)の大脳新皮質の発生過程を示す。脳の表面は上方向、脳室側は下方向。数字は野生型マウスで配置される予定の層を示す。<br>(B, i)野生型マウスで脳室帯(ventricular zone: VZ)に存在する[[放射状グリア細胞]]（radial glia cell (RG)、 [[神経幹細胞]]）から誕生した神経細胞は、脳の表面方向に向かい移動する。CR:[[カハールレチウス細胞|カハールレチウス]](Cajal-Retzius)細胞。SP:[[サブプレート]](subplate)神経細胞。PP:[[プレプレート]](preplate)。<br>(B, ii) 最初に誕生した将来６層になる神経細胞はサブプレート神経細胞を乗り越えて、[[辺縁帯]] (MZ:marginal zone)の直下で[[樹状突起]]を形成して分化する。<br>(B,iii) 遅生まれの神経細胞は次々に早生まれの神経細胞を追い越し、脳表層で分化を開始する。その結果、脳の深層側に早生まれの細胞、浅層側に遅生まれの細胞が配置される“インサイドアウト”形式で神経細胞が配置される。CP:皮質板(cortical plate)。<br>(C, i,ii,iii) 一方、''reeler''、''yotari'', ''scrambler''マウス、及び ''apoer2/vldlr''ダブル[[ノックアウトマウス]]では脳室帯で誕生した神経細胞がサブプレート神経細胞を追い越すことが出来ずに脳の表面付近に異所性に配置される。後から誕生した神経細胞も移動障害により先行する神経細胞を追い越せずに配置され、全体的に見た場合、層構造が逆転した様な配置になる。また一部の神経細胞は樹状突起をインターナルプレキシフォームゾーン(IPZ:internal plexiform zone)と呼ばれる異常な構造に向けて展開する。SPP:スーパープレート(super plate)。]]