肺におけるポリアミンの分泌機構と生理作用の解明

• Project/Area Number: 23K06114
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 日浅 未来 岡山大学, 医歯薬学域, 講師 (30587720)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: ポリアミン / トランスポーター

Outline of Research at the Start

Ⅱ型肺胞細胞は、細胞内の小胞内にポリアミンを蓄積し、細胞外に分泌する可能性があるが、①ポリアミンが細胞内のどこに蓄積されているか、②どのような刺激時にどのような分泌様式でポリアミンが分泌されるか、③分泌されたポリアミンの生理作用については不明なままである。肺において、VPATを中心にポリアミン蓄積小胞、分泌メカニズム、ポリアミン生理作用と肺機能との連関について解析する。

Outline of Annual Research Achievements

生理活性アミンであるポリアミンは細胞内で機能し、細胞の増殖や分化といった多彩な生理作用を持つ一方で、細胞外に分泌されるポリアミンの生理作用や分泌メカニズムはほとんどわかっていない。本研究では細胞からのポリアミン分泌を担う小胞型ポリアミントランスポーター、VPATに注目して解析する。VPATはポリアミン分泌の出力を調節するため、VPATを指標とすることで、ポリアミンの分泌細胞やその分泌機構、分泌後の生理作用が解明できる。特にVPATが高発現している肺に注目した。予備的にVPATが肺のⅡ型肺胞上皮細胞に高発現すること、単離したⅡ型肺胞上皮細胞にはポリアミン分泌能があることを見いだしている。どのような刺激でⅡ型肺胞上皮細胞からのポリアミン分泌が促進されるか調べるため、様々なアゴニストを添加してポリアミン分泌量を測定した結果、機械受容体アゴニスト添加時にポリアミン分泌量が増加することを見出した。また、このポリアミン分泌はカルシウム依存性やバフィロマイシン感受性を示し、開口放出によるものであることが示唆された。また、サーファクタント分泌へのポリアミンの影響を測定するために、3H-コリンを用いたフォスファチジルコリン（PC）の分泌測定系を構築した。ATPやアドレナリン受容体アゴニスト、カルシウムイオノフォアといった既存のサーファクタント分泌刺激薬にてPCの分泌が確認できた。今後は機械受容体アゴニストやポリアミン添加によるPC分泌について解析していく。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

Ⅱ型肺胞上皮細胞からのポリアミン分泌を促進するアゴニストを見いだし、分泌機構の解析もほぼ終了した。ポリアミンの生理機能を調べるためのPC分泌測定系を構築できた。

Strategy for Future Research Activity

今後も引き続き、Ⅱ型肺胞上皮細胞からのポリアミン分泌について解析する。VPAT欠失時の影響について解析する。PC分泌へのVPATおよびポリアミンの影響について解析する。

Research Products

• [Journal Article] Polyamine release and vesicular polyamine transporter expression in megakaryoblastic cells and platelets (2024)
  • Author(s): Uehara Mizuki、Fukumoto Ayaka、Omote Hiroshi、Hiasa Miki
  • Journal Title: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects Volume: 1868 Issue: 6 Pages: 130610-130610
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2024.130610
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Positive Regulation of S-Adenosylmethionine on Chondrocytic Differentiation via Stimulation of Polyamine Production and the Gene Expression of Chondrogenic Differentiation Factors (2023)
  • Author(s): Hoang Loc Dinh、Aoyama Eriko、Hiasa Miki、Omote Hiroshi、Kubota Satoshi、Kuboki Takuo、Takigawa Masaharu
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 24 Issue: 24 Pages: 17294-17294
  • DOI: 10.3390/ijms242417294
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Ⅱ型肺胞上皮細胞からのポリアミン分泌機構 (2023)
  • Author(s): 日浅未来、園山和花子、福本彩加、上原美瑞紀、表弘志
  • Organizer: 日本生体エネルギー研究会第49回討論会
• [Presentation] Ⅱ型肺胞上皮細胞における細胞外ポリアミンの生理作用 (2023)
  • Author(s): 日浅未来、園山和花子、上原美瑞紀、福本彩加、表弘志
  • Organizer: 日本ポリアミン学会 第14回年会