小腸におけるポリアミン合成を介したビタミンD依存性のカルシウム吸収機構の解明

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01571028
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 新木 敏正 昭和大学, 歯学部, 講師 (90138420)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 瀧戸 次郎 昭和大学, 歯学部, 助手 (00197237) ; 須田 立雄 昭和大学, 歯学部, 教授 (90014034)
• Keywords: 活性型ビタミンD / 小腸 / Ca吸収 / ポリアミン / プトレッシン / ポリアミン合成阻害剤 / ODC / ポリアミン酸化酵素

Research Abstract

活性型ビタミンD[1α,25(OH)_2D_3]は、小腸及び骨に作用してCa吸収の促進並びに骨塩動員促進作用を示すCa代謝調節ホルモンであるが、その作用機序は未だ明らかでない。我々は、小腸に対する[1α,25(OH)_2D_3]の作用機構を調べている過程で、[1α,25(OH)_2D_3]が小腸からのCa吸収に先行して細胞の増殖・分化と密接に関与しているポリアミン、特にプトレッシン合成をオルニチンからのclassicalな経路とスペルミジンからの内部転換経路の双方から亢進している事を見いだした。そこで、2種のポリアミン合成阻害剤を投与することによりプトレッシン欠乏動物を作製して、Ca吸収へのプトレッシンの関与を検討した。
1.活性型ビタミンD依存性腸管Ca吸収とプトレッシン
ビタミンD欠乏のニワトリヒナに[1α,25(OH)_2D_3]を投与すると、小腸のCa吸収は著しく亢進する。この亢進は細胞の増殖・分化と密接に関与するポリアミン、特にプトレッシン合成の促進と並行して起こった。ポリアミン合成阻害剤の投与によりプトレッシンを欠乏させると、小腸絨毛の短縮とCa吸収の低下がもたらされた。また、プトレッシンを経口投与すると、絨毛は伸張しCa吸収も阻害剤非投与時のレベルまで回復した。
2.活性型ビタミンD投与による腸管Ca吸収の促進部位の検索
小腸の絨毛上皮細胞膜を腸管腔に面した微絨毛膜(mucosal membrane)と血管側に面した漿膜(basolateral membrane)とに分画して、活性型ビタミンDがどの過程のCa輸送を促進するか検討した。1α,25(OH)_2D_3投与により促進されるCa吸収は微絨毛ではなく漿膜側に局在するCaーATPaseの活性上昇によって起こる事が明らかとなった。また、ATPとの結合性からCaーATPaseの性質を調べたところ分子量105KにCaに依存した特異的なバンドが検出された。以上のことから、小腸におけるCa吸収にはプトレッシン合成を介した絨毛の伸長と漿膜側に局在するCaーATPaseの関与が示された。

Research Products

• [Publications] SUDA,T.: "The role of vitamin D in bone and intestinal cell differentiation." Annual Review of Nutrition. 10. 195-211 (1990)
• [Publications] TAKITO,J.: "Calcium uptake by brush border and basolateral membrane vesicles in chick duodenum." American Journal of Physiology. 258. G16-G23 (1990)
• [Publications] TANAKA,H.: "Transglutaminase is involved in the fusion of mouse alveolar macrophages induced by 1α,25ーdihydroxyvitamin D_3." Experimental Cell Research. 192. 165-172 (1991)
• [Publications] SHINKI,T.: "Putrescine is involved in the vitamin D action in chick intestine." Gastroenterology. 100. 113-122 (1991)