肺サーファクタント蛋白質Aおよびその受容体遺伝子を用いた肺病態分子機構の解析

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07457147
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 黒木 由夫 札幌医科大学, 医学部, 助教授 (70161784)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 本田 泰人 札幌医科大学, 医学部, 講師 (70190270) ; 秋野 豊明 札幌医科大学, 医学部, 教授 (80045377)
• Keywords: 肺サーファクタント / サーファクタント・アポ蛋白質A / C型レクチン / コレクチンファミリー / 脂質代謝調節 / 生体防御機構 / 脂質結合蛋白質 / 肺胞II型細胞

Research Abstract

肺サーファクタント・アポ蛋白質は、肺胞細胞におけるリン脂質代謝を調節するとともに肺における生体防御機構にも大きく寄与している。本研究は、C末端側にC型レクチン構造を有する「コレクチン・ファミリー」に属するサーファクタント・アポ蛋白質SP-Aとその受容体に着目し、肺胞細胞の機能調節におけるSP-A関与の分子機構を解析することを目的としている。平成7年度の研究実績を以下に要約し、本研究で得られた新知見を列記する。
1.SP-Aとともにコレクチン・ファミリーに属するマンノース結合蛋白質(MBP)は、SP-Aと異なり、ホスファチジルコリン結合能や肺胞II型細胞との相互作用を有していない。そこで、SP-AのC末端側をMBPと置換したSP-A/MBPキメラ分子による検討で、SP-Aの脂質結合部位、および、肺胞II型細胞との相互作用に直接関与する部位は、SP-A分子のGlu^<19 5>からC末端側(Phe^<22 8>)には存在せず、ネック領域からC末端側のGly^<11 5>〜Gly^<19 4>の領域が重要であることが示唆された。また、正電荷を持ったLys^<20 1>とLys^<20 3>をそれぞれAlaに変換させた変異体はともに生物活性を有していたので、Lys^<20 1>とLys^<20 3>はSP-Aの機能発現に関与しないことが判明した。
2.肺胞細胞より形質膜を分離し、種々の界面活性剤を用いて膜の可溶化を検討したところ、オクチルβD-グルコピラノシドとトリトンX-100が肺胞細胞の膜蛋白質の可溶化に適していることが判明した。
3.肺胞蛋白症患者の気管支肺洗浄液から分離した病的SP-Aには2種類の分子サイズが存在し、Rotary Shadow Techniqueを用いたSP-A分子の電子顕微鏡観察で、正常SP-Aで観察される18量体のほかに、18量体が2〜3個集合した多量体SP-Aが同定された。正常肺胞腔に観察される格子様の管状ミエリン構造はSP-A、SP-Bとリン脂質で再構成できるが、病的な多量体SP-Aは管状ミエリン構造を形成できなかった。また、肺胞II型細胞との相互作用においても、この病的多量体SP-Aは、サーファクタント・リン脂質分泌抑制能、受容体結合能ともに、18量体を示す正常SP-Aに比べて、著しくその機能が劣っていた。

Research Products

• [Publications] Hiraike,N.: "Epitope mapping for monoclonal antibody against human surfactant protein A that alters receptor binding of SP-A and the SP-A- dependent regulation of phospholipid secretion bytype II cells." Biochim.Biophys.Acta. 1275. 214-222 (1995)
• [Publications] Shijubo,N.: "Lung surfactant protein A and carcinoembryonic antigen in pleural effusion due to lung adenocarcinoma and malignant mesothelioma." Eur.Respir.J.8. 403-406 (1995)
• [Publications] Takahashi,H.: "Pulmonary surfactant protein A:a serum marker of pulmonary fibrosis in patients with collagen vascular diseases." Clin.Chem.Acta. 239. 213-215 (1995)
• [Publications] Honda,Y.: "Aberrant appearance of lung surfactant protein A in sera and patients with idiopathic pulmonary fibrosis and its clinocal significance." Respiration. 62. 64-69 (1995)
• [Publications] Sohma,H.: "Ca^<2+>-dependent binding of annexin IV to surfactant protein A and lamellar bodies in type II cells." Biochem.J.312. 175-181 (1995)
• [Publications] Honda,Y.: "Pulmonary surfactant protein D in sera and bronchoalveolar lavage fluids." Am.J.Respir.Crit.Care Med.152. 1860-1866 (1995)
• [Publications] 阿部庄作: "各種肺疾患における血清肺サーファクタント蛋白質Aの臨床的意義" 日本胸部疾患誌. 33. 1219-1225 (1995)
• [Publications] 黒木由夫: "肺サーファクタント・アポ蛋白質SP-A" 臨床検査. 39. 1200-1202 (1995)
• [Publications] 黒木由夫: "肺表面活性物質アポ蛋白の分子生物学的研究" 日本臨床. 54. 334-340 (1996)
• [Publications] Honda,Y.: "Decreased contents of surfactant proteins A and D in broncho-alveolar lavage fluids of healthy smokers." Chest. (in press).
• [Publications] Sugahara,K.: "Overexpression of surfactant protein SP-A,SP-B,and SP-CmRNA in rat lungs with polysaccharide-induced injury." Lab.Invest.74. 209-220 (1996)
• [Publications] Kuroki,Y.: "Interaction of phospholipid liposomes with plasma membrane isola from alveolar type II cells:effect of surfactant proteinA." Biochem.Biophys.Acta. (in press).
• [Publications] Hattori,A.: "Surfactant protein A accumulating in the alveoli of patients with pulmonary alveolar proteinosis:oligomeric structure and interacti with lipids." Am.J.Respir.Cell Mol.Biol.(in press).
• [Publications] Kuroki,Y.: "Structure-function analysis of surfactant protein A by site-directed mutagenesis." Jpn.J.Med.Soc.Biol.Interface. (in press).
• [Publications] Takahashi,H.: "Lipid analysis and surfactant-associated protein expression in lung adenocarcinoma cells from pleural effusion." Respiration. (in press).