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| エイリアス | NOG、ノグ、SYM1、SYNS1、SYNS1A、ノギン | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 外部ID | オミム：602991; MGI : 104327;ホモロジーン: 3979;ジーンカード：NOG; OMA :NOG - オルソログ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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ノギン（ NOGとも呼ばれる）は、神経組織、筋肉、骨など、多くの体の組織の発達に関与するタンパク質です。ヒトでは、ノギンはNOG遺伝子によってコード化されています。[5]ヒトのノギンのアミノ酸配列は、ラット、マウス、アフリカツメガエル（水生カエル属）のノギンのアミノ酸配列と高い相同性があります。
ノギンはいくつかの骨形成タンパク質（BMP）の阻害剤であり、少なくともBMP2、4、5、6、7、13、14を阻害します。[6 ]
このタンパク質の名前は英語の俗語で「頭」を意味し、高濃度にさらされると大きな頭を持つ胚を生み出す能力があることから名付けられた。[7]
関数
ノギンは、発達中の胚における体節パターン形成を促進する上で重要な役割を果たすシグナル伝達分子である。[8]ノギンは脊索 から放出され、発達中に骨形成タンパク質4（BMP4）を制御する。[9] BMP4が欠乏すると、発達中の胚において神経板から神経管と体節のパターン形成が引き起こされる。また、頭部やその他の背部構造の形成も引き起こす。[9]
ノギンの機能は、神経系、体節、骨格の正しい発達に必要です。 [9]マウスの実験では、ノギンが学習、認知、[10] 骨の発達、[11]神経管の癒合にも役割を果たしていることが示されています。 [12]ノギン遺伝子のヘテロ接合性ミスセンス変異は、関節癒合などの変形や、多発性癒合症候群 (SYNS1) や近位指節間癒合症 (SIM1) などの症候群を引き起こす可能性があります。[9] SYNS1 は、股関節と椎骨の癒合を引き起こす点で SYM1 とは異なります。[9] 胚は、骨が短くなったり、骨格要素が欠落したり、複数の関節が欠落したりすることもあります。[9]
肥満マウスやBMIが27を超える患者では、血漿中のノギン濃度の上昇が観察されている。[13]さらに、脂肪組織におけるノギンの枯渇が肥満につながることが示されている。[14]
作用機序
NOG 遺伝子によってコードされる分泌ポリペプチドであるノギンは、骨形成タンパク質 4 (BMP4) などの 形質転換成長因子ベータ ( TGF-ベータ) スーパーファミリーシグナル伝達タンパク質のメンバーに結合し、不活性化します。
ノギンは、TGF-βスーパーファミリーのメンバーよりも効率的に細胞外マトリックスを拡散することで、形態形成勾配の作成に主要な役割を果たす可能性があります。ノギンは、発達の初期段階と後期段階の両方で多面的効果を発揮するようです。
ノックアウトモデル
マウスノックアウトモデルの研究では、ノギンの欠如が胚発生にどの程度影響するかを追跡した。研究の焦点は、耳の形成と伝音難聴におけるその役割であった。内耳は、蝸牛管、三半規管、および耳包部分に影響を及ぼす複数の変形を受けた。ノギンの奇形への関与は、脊索および神経軸との相互作用を通じて間接的であることも示された。脊索のねじれと体軸の方向転換は、後脳の胚の体型計画の尾側シフトをもたらす。後脳の菱形節構造からの主要なシグナル伝達分子は、内耳の形成を適切に誘導できなかった。これは、ノギンが内耳の発達に直接影響するのではなく、ノギンが変形の主な原因としてBMPを調節していることを反映していた。[15]
Cre-loxシステムを使用して、特定のノックアウトモデルが作成されています。脂肪細胞で特異的にノックアウトするモデルにより、ノギンが脂肪組織でも役割を果たしていることが解明されました。脂肪細胞でのノギンの枯渇は、褐色脂肪組織と白色脂肪組織の両方の構造の変化を引き起こし、褐色脂肪機能障害（熱産生とβ酸化の障害）をもたらし、体重と体脂肪率が劇的に増加して脂質プロファイルと肝臓の変化を引き起こします。影響は性別によって異なります。[14]
臨床的意義
ノギンタンパク質は、胚葉特異的な特殊細胞の分化に関与している。神経組織、脊索、毛包、眼の構造の形成は、外胚葉胚葉から生じる。中胚葉におけるノギンの活動は、軟骨、骨、筋肉の成長の形成につながり、内胚葉におけるノギンは肺の発達に関与している。[16]
頭蓋顔面の初期の発達は、その多様な組織特有の要件に応じて、ノギンの存在に大きく影響される。ノギンは神経堤細胞との相互作用を通じて、口蓋、下顎、頭蓋骨の形成と成長に影響を与える。NOG遺伝子を欠損したマウスは、下顎の突出と口蓋裂を示すことがわかっている。ノギンの欠如による頭蓋顔面関連の別の変形は、蝸牛管の制御不能な突出とコイル化によって引き起こされる伝音性難聴である。[17]
最近、近位指節間癒合症（SYM1）および多発性癒合症候群（SYNS1）を有する無関係な家族におけるいくつかのヘテロ接合性 ミスセンスヒトNOG変異が特定されました。SYM1とSYNS1は両方とも多関節癒合を主な特徴とし、NOGと同じ染色体17（17q22）の領域にマッピングされます。これらの変異は機能的ハプロ不全を示し、ホモ接合型は胎児致死的です。[16]
これらの NOG 変異はすべて、進化的に保存された アミノ酸残基を変化させました。
この遺伝子の変異は中耳の異常と関連している。[18]
発見
ノギンはもともと水生カエルのアフリカツメガエル属から単離された。この発見は、紫外線処理によって人工的に腹側化した胚の背腹体軸を正常に戻すこの生物の能力に基づいていた。ノギンは、カエルの胚に二次体軸形成を誘導するこの能力のために、カリフォルニア大学バークレー校のリチャード・M・ハーランドとウィリアム・C・スミスの研究室で発見された。[19]
参考文献
- ^ abc GRCh38: Ensembl リリース 89: ENSG00000183691 – Ensembl、2017 年 5 月
- ^ abc GRCm38: Ensembl リリース 89: ENSMUSG00000048616 – Ensembl、2017 年 5 月
- ^ 「Human PubMed Reference:」。国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館。
- ^ 「マウス PubMed リファレンス:」。国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館。
- ^ 「Entrez Gene: NOG noggin」。
- ^ Blázquez-Medela AM、 Jumabay M、 Boström KI（2019年5月）。「骨を超えて：脂肪組織における骨形成タンパク質シグナル伝達」。肥満 レビュー。20（5）：648–658。doi ：10.1111/obr.12822。PMC 6447448。PMID 30609449。
- ^ Oppenheimer SB (1995). 「ノギンの発見」.アメリカ生物学教師. 57 (5): 264–266. doi :10.2307/4449989. hdl :10211.2/1126. JSTOR 4449989.
- ^ Hirsinger E、Duprez D、Jouve C、Malapert P、Cooke J、Pourquié O (1997 年 11 月)。「Noggin は Wnt および Sonic Hedgehog の下流で作用し、鳥類の体節パターン形成において BMP4 に拮抗する」(PDF)。Development。124 ( 22 ) : 4605–14。doi : 10.1242/dev.124.22.4605。PMID 9409677 。
- ^ abcdef Marcelino J、Sciortino CM、Romero MF、Ulatowski LM、Ballock RT、Economides AN、Eimon PM、Harland RM、Warman ML (2001 年 9 月)。「ヒト疾患の原因となる NOG ミスセンス変異: ノギン分泌、二量体形成、および骨形成タンパク質結合への影響」。米国科学アカデミー紀要。98 ( 20 ) : 11353–8。Bibcode : 2001PNAS ... 9811353M。doi : 10.1073/ pnas.201367598。PMC 58733。PMID 11562478。
- ^ Xu H、Huang W、Wang Y、Sun W、Tang J、Li D、Xu P、Guo L、Yin ZQ、Fan X (2013 年 1 月)。「アルツハイマー病の成人海馬における神経新生中の BMP4 の機能」。Ageing Research Reviews。12 ( 1 ): 157–64。doi : 10.1016 /j.arr.2012.05.002。PMID 22698853。S2CID 46528212 。
- ^ Potti TA、Petty EM、Lesperance MM (2011 年 8 月)。「報告されている遺伝性頭蓋内関連症候群の包括的レビューと、1 つの包括的診断用語の臨床的有用性の提案: NOG 関連指節間症候群スペクトラム障害 (NOG-SSD)」( PDF ) 。Human Mutation。32 ( 8): 877–86。doi : 10.1002 /humu.21515。hdl : 2027.42 /87082。PMID 21538686。S2CID 205920339 。
- ^ Liu A, Niswander LA (2005 年 12 月). 「骨形成タンパク質シグナル伝達と脊椎動物の神経系の発達」. Nature Reviews. Neuroscience . 6 (12): 945–54. doi :10.1038/nrn1805. PMID 16340955. S2CID 1005572.
- ^ Sawant A、Chanda D、Isayeva T、Tsuladze G、Garvey WT、Ponnazhagan S (2012 年 4 月)。「Noggin は間葉系幹細胞の脂肪形成の新たな誘導因子: 骨の健康と肥満への影響」。The Journal of Biological Chemistry。287 ( 15): 12241–9。doi : 10.1074 / jbc.m111.293613。PMC 3320975。PMID 22351751。
- ^ ab ブラスケス＝メデラ AM、ジュマベイ M、ラジバンダリ P、サラム T、グオ Y、ヤオ J、ベルニュ L、ロイエ K、チャン L、ヤオ Y、フォーゲルマン AM、トントノズ P、ルシス AJ、ウー X、ボストロム KI (4 月) 2019）。 「脂肪細胞のノギン枯渇はマウスの肥満を促進する」。分子代謝。25：50～63。土井：10.1016/j.molmet.2019.04.004。PMC 6600080。PMID 31027994。
- ^ Bok J、Brunet LJ、Howard O、Burton Q、Wu DK (2007 年11 月)。「内耳の形態形成における後脳の役割: Noggin ノックアウトマウスの分析」。発達 生物学。311 (1): 69–78。doi : 10.1016 /j.ydbio.2007.08.013。PMC 2215324。PMID 17900554。
- ^ ab Krause C, Guzman A, Knaus P (2011年4月). 「Noggin」.国際生化学・細胞生物学誌. 43 (4): 478–81. doi :10.1016/j.biocel.2011.01.007. PMID 21256973.
- ^ 増田S、難波K、務台H、臼井S、宮永Y、金子H、松永T (2014年5月)。 「近位交指神経症および伝音性難聴の新規機構としてのノギンのヘパリン結合部位の変異」。生化学および生物物理学研究コミュニケーション。447 (3): 496–502。土井：10.1016/j.bbrc.2014.04.015。PMID 24735539。
- ^ Lindquist NR、Appelbaum EN、Acharya A、Vrabec JT、Leal SM、Schrauwen I (2019) NOG の開始コドン変異は、キヌタ骨とアブミ骨の両方に影響を及ぼす指節骨癒合症および耳小骨連鎖奇形の原因となる。Case Rep Genet 2019:2836263
- ^ Valenzuela DM、Economides AN、Rojas E、Lamb TM、Nuñez L、Jones P、Lp NY、Espinosa R、Brannan CI、Gilbert DJ (1995 年 9 月)。「哺乳類のノギンの同定と成体神経系におけるその発現」。The Journal of Neuroscience。15 ( 9): 6077–84。doi :10.1523 / JNEUROSCI.15-09-06077.1995。PMC 6577675。PMID 7666191。
さらに読む
- Polymeropoulos MH、Poush J、Rubenstein JR、Francomano CA (1995 年 5 月)。「近位指節間症の遺伝子 (SYM1) のヒト染色体 17q21-q22 への局在」。Genomics . 27 ( 2): 225–9. doi : 10.1006/geno.1995.1035 . PMID 7557985。
- McMahon JA、Takada S、Zimmerman LB、Fan CM、Harland RM、McMahon AP (1998 年 5 月)。「BMP シグナル伝達のノギン媒介拮抗作用は、神経管と体節の成長とパターン形成に必要である」。遺伝子と 発達。12 ( 10 ): 1438–52。doi :10.1101/gad.12.10.1438。PMC 316831。PMID 9585504。
- Brunet LJ、McMahon JA、McMahon AP、Harland RM (1998 年 5 月)。「哺乳類の骨格におけるノギン、軟骨形態形成、および関節形成」。Science 280 ( 5368 ) : 1455–7。Bibcode : 1998Sci ...280.1455B。doi :10.1126/science.280.5368.1455。PMID 9603738 。
- Krakow D、Reinker K、Powell B、Cantor R、Priore MA、Garber A、Lachman RS、Rimoin DL、Cohn DH (1998 年 7 月)。「多発性癒合症候群疾患遺伝子の染色体 17q21-22 への局在」。American Journal of Human Genetics。63 ( 1): 120–4。doi : 10.1086/301921。PMC 1377242。PMID 9634519。
- Smith WC (1999年1月)。「TGFベータ阻害剤。脊椎動物の発達における新しい予想外の要件」。遺伝学の動向。15 (1):3–5。doi :10.1016/S0168-9525(98)01641-2。PMID 10087923 。
- Gong Y、Krakow D、Marcelino J、Wilkin D、Chitayat D、Babul-Hirji R、Hudgins L、Cremers CW、Cremers FP、Brunner HG、Reinker K、Rimoin DL、Cohn DH、Goodman FR、Reardon W、Patton M、Francomano CA、Warman ML (1999 年 3 月)。「ノギンをコードする遺伝子のヘテロ接合性変異はヒトの関節形態形成に影響を与える」。Nature Genetics . 21 (3): 302–4. doi :10.1038/6821. PMID 10080184. S2CID 652235。
- Li W、LoTurco JJ (2000)。「ノギンは、発達中の大脳新皮質における神経分化の負の調節因子である」。発達神経科学。22 (1–2): 68–73。doi : 10.1159 /000017428。PMID 10657699。S2CID 35547875。
- Dixon ME、Armstrong P、Stevens DB、 Bamshad M (2002)。「NOG の同一変異は、足根/手根骨癒合症候群または近位指節間癒合症のいずれかを引き起こす可能性がある」。遺伝 学医学。3 (5): 349–53。doi : 10.1097/00125817-200109000-00004。PMID 11545688。
- Marcelino J、Sciortino CM、Romero MF、Ulatowski LM、Ballock RT、Economides AN、Eimon PM、Harland RM、Warman ML (2001 年 9 月)。「ヒト疾患の原因となる NOG ミスセンス変異: ノギン分泌、二量体形成、および骨形成タンパク質結合への影響」。米国科学アカデミー紀要。98 ( 20 ) : 11353–8。Bibcode : 2001PNAS ... 9811353M。doi : 10.1073/ pnas.201367598。PMC 58733。PMID 11562478。
- Paine-Saunders S、Viviano BL、Economides AN、Saunders S (2002 年 1 月)。「ヘパラン硫酸プロテオグリカンは細胞表面にノギンを保持する: 骨形成タンパク質勾配を形成する潜在的メカニズム」。The Journal of Biological Chemistry。277 ( 3): 2089–96。doi : 10.1074/ jbc.M109151200。PMID 11706034。
- 高橋 剛、高橋 郁、小松正之、澤石 勇、東 功、西村 剛、斎藤 秀、高田 剛 (2001 年 12 月)。「近位指節間癒合症および多発性癒合症患者における NOG 遺伝子の変異」。臨床遺伝学。60 ( 6 ): 447–51。doi :10.1034/ j.1399-0004.2001.600607.x。PMID 11846737。S2CID 29452724 。
- Mangino M、Flex E、Digilio MC、 Giannotti A 、 Dallapiccola B (2002 年 3 月)。「イタリア人のシンファランジズム 家族における新規 NOG 遺伝子変異 (P35S) の特定」。Human Mutation。19 ( 3 ): 308。doi : 10.1002/humu.9016。PMID 11857750。S2CID 22940188 。
- Brown DJ、Kim TB、Petty EM、Downs CA、Martin DM、Strouse PJ、Moroi SE、Milunsky JM、Lesperance MM (2002 年 9 月)。「幅広い親指と足指、遠視、骨格異常を伴う常染色体優性アブミ骨強直症は、ノギンをコードする遺伝子 NOG のヘテロ接合性ナンセンス変異とフレームシフト変異によって引き起こされます」。American Journal of Human Genetics。71 ( 3 ): 618–24。doi :10.1086/342067。PMC 379196。PMID 12089654。
- Hall AK、Burke RM、Anand M 、 Dinsio KJ (2002 年 7 月)。「アクチビンと骨形成タンパク質は、神経ペプチドを誘導する周産期感覚ニューロン標的組織に存在する」。Journal of Neurobiology。52 ( 1): 52–60。doi :10.1002/neu.10068。PMID 12115893 。
- Groppe J、Greenwald J、Wiater E、Rodriguez-Leon J、Economides AN、Kwiatkowski W、Affolter M、Vale WW、Izpisua Belmonte JC、Choe S (2002 年 12 月)。「シスチン ノット タンパク質 Noggin による BMP シグナル伝達阻害の構造的基礎」。Nature。420 ( 6916 ) : 636–42。Bibcode : 2002Natur.420..636G。doi : 10.1038 /nature01245。PMID 12478285。S2CID 4386654。
- Brown DJ、Kim TB、Petty EM、Downs CA、Martin DM、Strouse PJ、Moroi SE、Gebarski SS、Lesperance MM (2003 年 3 月)。「NOG 変異を伴うアブミ骨強直症家族の特徴」。耳 科学と神経耳科学。24 (2): 210–5。doi : 10.1097 /00129492-200303000-00014。PMID 12621334。S2CID 26445733。
外部リンク
- BMPedia - 骨形成タンパク質 Wiki [永久リンク切れ ]
- Noggin の出版物、遺伝子発現データ、Xenbase からの配列および相互作用体
- UCSC ゲノム ブラウザにおける NOG ヒト遺伝子の位置。
- UCSC ゲノム ブラウザにおける NOG ヒト遺伝子の詳細。