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Elucidation of molecular mechanism of substrate-dependent transport function of SLC19A3 and its relevance to pathology

Research Project

Project/Area Number 21K15318
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
Research InstitutionNagoya City University

Principal Investigator

Yamashiro Takahiro  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 助教 (20826614)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsピリドキシン / チアミン / トランスポーター / SLC19A3 / 動物種差 / BTBGD / Leigh脳症 / 遺伝子変異 / ビタミン
Outline of Research at the Start

申請者は、最近、チアミントランスポーターとして知られるヒトのSLC19A3がピリドキシン輸送機能も有することを見出した。その中で、両ビタミンはSLC19A3の異なる部位で認識されている可能性が示唆された。このような背景の下に、本研究では、SLC19A3のピリドキシン輸送機能に焦点を当て、チアミン輸送機能との差異を明確化しながら、ピリドキシン輸送に特異的に関わるアミノ酸残基の特定等により、基質依存的な輸送機能の分子機構の解明に取り組む。さらに、SLC19A3の遺伝子変異に起因する疾患とピリドキシン輸送機能との関連性の解析も行い、SLC19A3関連疾患への対処のための基盤情報の獲得を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Comparative analyses focused on animal species differences in the pyridoxine transport function of SLC19A3, known as a thiamine transporter, have revealed the amino acid residues involved in the pyridoxine transport function of human SLC19A3. In addition, genetic mutations in SLC19A3, which cause BTBGD and Leigh syndrome, were found to reduce pyridoxine transport function. Therefore, it was suggested that pyridoxine as well as thiamine may be involved in the pathology caused by genetic mutations in SLC19A3.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

最近、チアミントランスポーターとして知られるSLC19A3が、ピリドキシン輸送機能も有することが明らかとなった。しかしながら、SLC19A3の基質依存的な輸送機能の分子機構や、SLC19A3の遺伝子変異に起因する疾患とピリドキシンとの関連性は不明であった。本研究では、SLC19A3のピリドキシン輸送機能に特異的に関わるアミノ酸残基が明らかとなり、さらに、その遺伝子変異に起因する疾患にピリドキシンが関与している可能性も示唆された。本研究成果は、SLC19A3の基質認識機構の解明や、SLC19A3関連疾患の治療戦略の立案に役立つものと期待される。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of California, Irvine(米国)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of California, Irvine(米国)

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Journal Article] Disrupted in renal carcinoma 2 (DIRC2/SLC49A4) is an H<sup>+</sup>-driven lysosomal pyridoxine exporter2022

    • Author(s)
      Akino Shogo, Yasujima Tomoya, Yamashiro Takahiro, Yuasa Hiroaki
    • Journal Title

      Life Science Alliance

      Volume: 6 Issue: 2 Pages: e202201629-e202201629

    • DOI

      10.26508/lsa.202201629

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Identification of the amino acid residues involved in the species-dependent differences in the pyridoxine transport function of SLC19A32022

    • Author(s)
      Miyake Kohei, Yasujima Tomoya, Takahashi Syunsuke, Yamashiro Takahiro, Yuasa Hiroaki
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 298 Issue: 8 Pages: 102161-102161

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.102161

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Animal species differences in the pyridoxine transport function of SLC19A3: absence of Slc19a3-mediated pyridoxine uptake in the rat small intestine2022

    • Author(s)
      Yamashiro Takahiro, Yasujima Tomoya, Yuasa Hiroaki
    • Journal Title

      Drug Metabolism and Pharmacokinetics

      Volume: 44 Pages: 100456-100456

    • DOI

      10.1016/j.dmpk.2022.100456

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 新規蛍光性SLC19A2/3プローブ基質としてのamilorideの輸送特性2023

    • Author(s)
      松井快人、山本道弘、山城貴弘、保嶋智也、湯浅博昭
    • Organizer
      日本薬学会 第143年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Functional characteristics and role of DIRC2/SLC49A4 as a novel lysosomal pyridoxine exporter2022

    • Author(s)
      Shogo Akino, Takahiro Yamashiro, Tomoya Yasujima, Hiroaki Yuasa
    • Organizer
      日本薬物動態学会 第37回年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] SLC19A2/3のamiloride輸送機能2022

    • Author(s)
      山本道弘、山城貴弘、保嶋智也、湯浅博昭
    • Organizer
      第43回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] SLC19A3のpyridoxine輸送機能の動物種差:ラット小腸におけるSlc19a3のpyridoxine輸送機能欠損の検証2022

    • Author(s)
      山城貴弘、保嶋智也、湯浅博昭
    • Organizer
      日本薬剤学会 第37年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] SLC19A3のpyridoxine輸送機能の動物種差に関わるヒト特異的アミノ酸残基2022

    • Author(s)
      三宅浩平、山城貴弘、保嶋智也、湯浅博昭
    • Organizer
      日本薬学会 第142年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Comparative assessment of the uptakes of pyridoxine and thiamine in the rat small intestine: absence of Slc19a3-dependent function of carrier-mediated pyridoxine uptake2021

    • Author(s)
      Takahiro Yamashiro, Tomoya Yasujima, Hiroaki Yuasa
    • Organizer
      日本薬物動態学会 第37回年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] SLC19A3のpyridoxine輸送機能の動物種差に関わるアミノ酸残基2021

    • Author(s)
      三宅浩平、高橋駿介、保嶋智也、山城貴弘、湯浅博昭
    • Organizer
      第42回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] SLC19A2/3のpyridoxine/thiamine輸送機構:輸送特性の基質間比較解析2021

    • Author(s)
      山城貴弘, 保嶋智也, Hamid M. Said, 湯浅博昭
    • Organizer
      日本薬剤学会 第36年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 薬物動態制御学分野

    • URL

      http://www.phar.nagoya-cu.ac.jp/hp/yzg/index.html

    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-01-30  

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