神経細胞保護因子としてのアミノ酸トランスポーターの病態学的及び薬理学的意義の検討

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09044331
• Research Institution: Kyorin University
• Principal Investigator: 金井 好克 杏林大学, 医学部, 助教授 (60204533)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 細山田 真 杏林大学, 医学部, 助手 (00291659) ; 関根 孝司 杏林大学, 医学部, 助手 (50255402) ; 遠藤 仁 杏林大学, 医学部, 教授 (20101115)
• Keywords: トランスポーター / 膜輸送 / アミノ酸 / 酸化的ストレス / システイン / シスチン / 中枢神経 / 分子薬理学

Research Abstract

中枢神経系において、興奮毒性や酸化的ストレスなどから神経細胞を保護するために、神経細胞やグリア細胞あるいは血液・脳関門に存在するアミノ酸トランスポーターのうち、シスチンあるいはシステインの輸送を担当するトランスポーターの分子的実体を明らかにすることを目的として分子クローニングを行った。平成9年度の研究において、アミノ酸輸送活性化因子として知られ、トランスポーターのサブユニットとして機能していることが示唆されていた1回膜貫通型の膜蛋白質4F2hcにより活性化されるトランスポーターとして、LATl(L-type amino acid transporterl)と名付けた中性アミノ酸トランスポーターのcDNAクローニングに成功したが、本年度はこの成果に基づき、二つの方向性から当該テーマにアプローチした。第一は、LATlが中性アミノ酸トランスポーターであるため、その類縁分子としてシスチンあるいはシステインのトランスポーターが存在する可能性を考え、類縁分子のクローニングと機能解析を行った。LATlのcDNAの塩基配列をもとにEST(expressedsequence tag)データベースを検索し、5種の新規配列(ESTl〜5)を得た。その全長cDNAをクローニングし、アフリカツメガエル卵母細胞に発現させて機能解析を行ったところ、EST3(LAT2と命名)が、システインを含むすべての中性α-アミノ酸を輸送するトランスポーターであることが明らかになった。LAT2もLAT1と同様、4F2hcを機能発現のための補助因子として要求し、古典的輸送系Lの機能的性質を示すことが明らかになった。LAT2は、脳を初め、小腸、腎、胎盤に強発現し、アミノ酸の上皮輸送や血液・組織関門の通過に関わることが示唆された。第二は、シスチン・グルタミン酸交換輸送体も4F2hcを補助因子として要求する可能性を示唆するいくつかの証拠から、4F2hcとヒトグリオーマ細胞由来のmRNAの共発現による発現クローニングを試み、現在進行中である。

Research Products

• [Publications] Sekine,T.: "Identification of multispecific organic anion transporter 2 expressed predominantly in the liver" FEBS Lett.429. 179-182 (1998)
• [Publications] Sekine,T.: "Cloning,functional characterization and localization of a rat renal Na^+-dicarboxylate transporter" Am.J.Physiol.275. F298-F305 (1998)
• [Publications] Kanai,Y.: "Expression cloning and characterization of a transporter for large neutral amino acid activated by the heavy chain of 4F2 antigen(CD98)" J.Biol.Chem.273. 23629-23632 (1998)
• [Publications] Sekine,T.: "Molecular cloning and characterization of high-affinity carnitine transporter from rat intestine" Biochem.Biophys.Res.Commun.251. 586-591 (1998)
• [Publications] Hosoyamada,H.: "Molecular cloning and functional expression of a multispecific organic anion transporter from human kidney" Am.J.Physiol.276. F122-F128 (1999)
• [Publications] Tojo,A.: "Immuno histochemical localization of multispecific remal organic anion transporter in rat kidney" J.Am.Soc.Nephrol.(in press).
• [Publications] Kusuhara,H.: "Molecular cloning and characterization of a new multispecific organic anion transporter from rat brain" J.Biol.Chem.(in press).
• [Publications] Apiwattnakul,N.: "Transport properties of nonsteroidal anti-inflammutory drugs by organic anion transporter 1 expressed in Xanopus laeirs oocytes." Mol.Pharmacol.(in press).
• [Publications] Tsuda,M.: "Transport of ochratoxin A by renul multispecific organic anion Transporter 1." J.Pharmacol.Exp.Ther.(in press).
• [Publications] Romero,M.: "Expression cloning using Xenopus laevis oocytes" Methods Enzymol.296. 17-52 (1998)
• [Publications] 金井 好克: "アミノ酸トランスポーターの構造・機能とその病態" Mebio. 15. 105-112 (1998)
• [Publications] 金井 好克: "トランスポーターの薬理" 神経研究の進歩. 42. 887-894 (1998)
• [Publications] 金井 好克: "『グルタミン酸トランスポーター分子の機能と病態』グルタミン酸最新の話題,金澤一郎編" Excerpta Medica, 145 (1999)