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

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07457147
• 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 / 脂質結合蛋白質 / 生体防御機構 / 肺胞II型細胞

Research Abstract

肺サーファクタント・アポ蛋白質SP-Aは、肺胞腔におけるリン脂質代謝動態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遂行された。平成8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挙する。
1.肺胞II型細胞より形質膜を分離し、SP-A存在下、非存在下で、リン脂質リポソームとの相互作用を検討した。SP-A存在下では、Ca2^+依存性に、リポソームの特異的な形質膜への結合が認められた。ラット肝由来の形質膜では、肺胞II型細胞由来形質膜ほどのリポソームの特異的結合は認められず、リン脂質と肺胞II型細胞との相互作用においても、SP-A受容体が関与していることが示唆された。
2.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の有する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発現しない。そこで、SP-AのC末端側のClu^<195>-Phe^<228>の領域をMBPのGlu^<185>AL^<221>の領域に置換したキメラ分子を作成し、SP-Aの機能を調べた結果、SP-AのGlu^<195>-Phe^<228>領域とMBPのGLu^<185>-Ala^<221>領域は、SP-Aの機能に関しては相互に置換が可能であることが判明した。また、SP-Aのpoint mutationにより、ヒトSP-AのArg^<199>とLys^<201>、ラットSP-AのLys^<201>とLys^<203>の正電荷を持ったアミノ酸残基はSP-A機能の発現に必須ではないことが明らかになった。また、SP-Aによるリン脂質リポソーム凝集とリポソームの肺胞II型細胞への取り込み促進機能の機構が異なることを明らかにした。
3.肺胞蛋白症患者由来のSP-Aには正常よりも大きい異常多量体SP-Aの分子種が存在することを明らかにしたが、異常SP-Aはリン脂質膜の構築、肺胞II型細胞との相互作用において正常SP-Aより劣っており、この異常分子種にlgGが結合していることを明らかにした。
4.肺腺がん患者胸水中のSP-A濃度は高値を示し、胸水由来癌細胞の多くで、SP-A mRANとSP-A蛋白が発現していることを明らかにした。

Research Products

• [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] 黒木由夫: "先天性SP-B欠損症" 呼吸. 15. 382-386 (1996)
• [Publications] Kuroki,Y.: "Structure-function analysis of surfactant protein A by site directed mutagenesis." Jpn J.Med Soc Biol Interface. 26. 15-23 (1996)
• [Publications] Honda,Y.: "Decreased contents of surfactatn proteins A and D in bronchoalveolar labage fluids of healthy smokers." Chest. 109. 1006-1009 (1996)
• [Publications] Kuroki,Y.: "Interaction of phospholipid liposomes with plasma membrane isolated from alveolar type II cells : effect of pulmonary surfactant protein A." Biochem,Biophys,Acta. 1281. 53-59 (1996)
• [Publications] Hattori,A.: "Surfactant protein A accumulating in the alveoli of patients with pulmonary alveolar proteinosis : oligomeric structure and interaction with lipids." Am.J.Respir.Cell Mol.Biol.14. 608-619 (1996)
• [Publications] Sugahara,K.: "Overexpression of surfactant protein SP-A,SP-B,and SP-C mRNA in rat lungs with lipopolysaccharide induced injury." Lab.Invest.74. 209-220 (1996)
• [Publications] Hattori,A.: "Human surfactant protein A with two different oligomeric structures which exhibit different capacities to interact with alvcolar type II cells." Biochem.J.317. 939-944 (1996)
• [Publications] 永江尚人: "肺サーファクタント蛋白質D(SP-D)の血清濃度測定キットの開発" 医学と薬学. 36. 803-808 (1996)
• [Publications] 本田泰人: "肺疾患の診断における肺サーファクタント蛋白質D(SP-D)血清濃度測定キット「ヤマサ」" 医学と薬学. 36. 809-815 (1996)
• [Publications] 本田泰人: "突発性間質性肺炎における気管支肺胞洗浄液中サーファクタント蛋白質A(SP-A)値の検討" 日本胸部疾患学会誌. 34. 1326-1330 (1996)
• [Publications] Takahashi,H.: "Lipid analysis and surfactant associated protein expression in lung adenocarcinoma cells from pleural effusion." Respiration. 63. 390-396 (1996)
• [Publications] Httori,A.: "Immunoglobulin G is associated with surfactant protein A aggregate isolated from patients with alveolar proteinosis." Am.J.Respir.Crit.Care Med.(in press). (1997)
• [Publications] 黒木由夫: "肺サーファクタントの生化学-アポ蛋白の構造と機能の解析-" 呼吸と循環. (印刷中). (1997)
• [Publications] 阿部庄作: "間質性肺炎の病態と治療(分担執筆)特発性間質性肺炎の病態による肺サーファクタント蛋白質Aの動態" 診断新社, 277 (1996)