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Description
ABCB5 はATP-binding cassette (ABC) transporter superfamilyに属する膜タンパク質である． これらのタンパク質は、小さなイオン、糖、ペプチドからより複雑な有機分子まで、構造的に多様な分子のATP依存的な膜貫通輸送に関与している(Chen et al., 2005)。
Cloning and Expression
ABCB1 (171050) のホモログをデータベースから検索し、ヒト表皮メラノサイトおよび悪性メラノーマ細胞からのRNAをRT-PCRして、Frank ら (2003) は ABCB5をクローニングしました。 812アミノ酸からなるこのタンパク質は、5つの膜貫通ヘリックスを持ち、細胞外および細胞内のATP結合ドメインに挟まれている。 ABCB5はABCB1およびABCB4(171060)とそれぞれ54%および56%のアミノ酸同一性を有している。 RT-PCRにより、ABCB5はメラノサイトとメラノーマ細胞で検出されたが、末梢血単核細胞や非メラノーマ腫瘍細胞株では検出されなかった。 ウェスタンブロット解析により、メラノサイトとメラノーマ細胞で89kDの内因性ABCB5タンパク質が検出された。 フローサイトメトリーでは、トランスフェクションした乳がん細胞の細胞表面にABCB5が発現していることが確認された。
メラノーマのcDNAライブラリーをスクリーニングして、Chenら（2005）は2つのABCB5スプライスバリアントをクローニングし、彼らはABCB5-αと-βと名づけた。 ABCB5-αと-βはエキソン6以降で分岐し、ABCB5-αには3主鎖UTRをコードする7番目のエキソンが、ABCB5-βにはさらに14個のエキソンが存在することがわかった。 131アミノ酸からなるABCB5-αタンパク質は、分子量15kDと計算される。 ABCB5αタンパク質は131アミノ酸からなり、分子量は15kDである。ABCシグネチャーモチーフとウォーカーBコンセンサス配列を持つが、ウォーカーAコンセンサス配列は持たない。 一方、ABCB5-βは、N末端にABC signature motifとWalker B motifを持ち、6つの膜貫通ドメインとC末端にWalker A, ABC signature, Walker B motifを持つ。 RT-PCRでは、ABCB5-αと-βの両方がメラノーマに優先的に発現し、正常な子宮、肺、胎盤では発現していなかった。 ノーザンブロット解析では、メラノーマ細胞で2.4〜7.5kbのABCB5転写物が検出されたが、調べた正常ヒト組織では検出されなかった。 RT-PCRでは、正常なメラノサイトでABCB5-αと-βが、網膜色素上皮細胞でABCB5-βが発現していることが確認された。
Gene Function
Frank ら（2003）は ABCB5 が ABCB1 と同様にトランスフェクトした乳癌細胞株でローダミンの流出を誘導することを見いだした。 ABCB5は、CD133 (PROM1; 604365)陽性の前駆細胞表現型を持つ単核および多核のヒト表皮メラノサイトに高度に発現していた。 Frankら（2003）は、多核のABCB5陽性細胞が細胞融合によって生成され、この過程がABCB5遮断によって特異的に促進されることを示した。 多核細胞のハイブリッドは単核の子孫を生じ、融合が培養の成長と分化に寄与していることが示された。
Frankら（2005）は、ABCB5が臨床悪性黒色腫で発現し、悪性黒色腫培養および臨床黒色腫においてCD133陽性幹細胞表現型を有する過分極腫瘍細胞のサブセットを優先的にマークすることを明らかにした。 ABCB5を抗ABCB5モノクローナル抗体でブロックすると、メラノーマ細胞株でドキソルビシン耐性が回復し、細胞内のドキソルビシン蓄積が増加したことから、ABCB5による排出がこれらの細胞でのドキソルビシン耐性のメカニズムであることが示唆された。 癌細胞株パネルにおけるABCB5の発現は、ドキソルビシンに対する腫瘍抵抗性と有意な相関があった。
Schattonら（2008）は、化学療法抵抗性メディエーターABCB5の発現によって定義されるヒト悪性黒色腫開始細胞（MMIC）に富む腫瘍開始細胞の亜集団を特定し、この腫瘍形成少数集団の特異的標的化が腫瘍成長を阻害することを明らかにした。 ヒト黒色腫患者から検出されたABCB5陽性腫瘍細胞は、原始的な分子表現型を示し、臨床的な黒色腫の進行と相関があった。 ヒトからマウスへの連続異種移植実験では、ABCB5陽性のメラノーマ細胞は、ABCB5陰性のバルク集団よりも大きな腫瘍形成能を持ち、臨床的な腫瘍の不均一性を再構築した。 ABCB5陽性の癌細胞は、ABCB5陽性とABCB5陰性の両方の子孫を生み出し、一方、ABCB5陰性の腫瘍集団は、低い確率でABCB5陰性細胞のみを生み出すため、in vivoでの遺伝子系統追跡によりABCB5陽性亜集団の自己複製と分化の特異的能力が証明された。 MMICもまた確立された腫瘍の成長に必要であるという仮説を検証するために行われた最初の原理検証分析では、ABCB5陽性のMMICにおいて抗体依存性の細胞媒介性細胞毒性を誘導できることが示されたABCB5に対するモノクローナル抗体の全身投与が、腫瘍抑制効果を発揮した。
Ksanderら（2014）は、ABCB5が辺縁幹細胞をマークし、辺縁幹細胞（LSC）の維持、角膜の発達および修復に必要であることを示した。 さらに、Ksanderら（2014）は、前向きに単離されたヒトまたはマウスのABCB5陽性LSCが、異種移植または同系移植モデルにおいてLSC欠損マウスへの移植時に角膜を完全に回復する独占的能力を有することを実証した。 ABCB5は、マウスでは標識保持性LSCに、ヒトではp63-α（603273参照）陽性LSCに優先的に発現している。 これらの知見と一致して、ABCB5陽性LSC頻度はLSC欠損患者において減少している。 Abcb5ノックアウトマウスの機能喪失は、増殖とアポトーシスの亢進により静止期LSCの枯渇を引き起こし、角膜の分化と創傷治癒に異常をきたした。 Ksanderら（2014）は、彼らのデータを総合して、ABCB5が哺乳類のLSCを識別する証拠を提供すると結論づけた。
遺伝子構造
Frank ら（2003）は、ABCB5遺伝子が19のエクソンを含み、108kbに及ぶことを決定している。 Chenら(2005)はABCB5遺伝子は少なくとも20個のエクソンを含むとした。
Mapping
By genomic sequence analysis, Frank et al (2003) map the ABCB5 gene to chromosome 7p21-p15.3. Frankら(2005)はABCB5遺伝子が染色体7p15.3にマッピングされると述べている。