肺サーファクタント蛋白質A及びDの受容体を介する機能調節の分子機構と肺病態の解析

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09470147
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 相馬 仁 札幌医科大学, 医学部, 講師 (70226702)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐野 仁美 札幌医科大学, 医学部, 助手 (80295344) ; 黒木 由夫 札幌医科大学, 医学部, 教授 (70161784)
• Keywords: 肺胞II型細胞 / サーファクタント・アポ蛋白質 / C型レクチン / リン脂質結合蛋白質 / 糖脂質結合蛋白質 / アネキシンIV / LPS / CD14

Research Abstract

親水性の肺サーファクタント・アポ蛋白質(SP-AとSP-D)の細胞II型細胞膜受容体を介するリン脂質代謝調節の分子機構、SP-A結合蛋白質(アネキシンIV)の肺胞における生理的意義を探るために、SP-AおよびアネキシンIVの機能部位を解明し、また、生体防御におけるSP-Aの役割の解明を進め、以下の結果を得た。
1. SP-AとSP-Dは相同であるが、リン脂質、糖脂質結合特異性が異なり、SP-Aは、DPPC、GalCerと親和性を示し、肺胞II型細胞からのリン脂質分泌・取り込みを調節するのに対し、SP-DはPI、GluCerと親和性を示す。SP-AとSP-Dのキメラ体を用いた実験から、SP-AのGlu195〜C末端がSP-Aの機能発現に重要であることが判明した。更に、SP-DのPIおよびGluCerとの結合に必要な領域が異なり、Glu321〜C末端がPIとの結合に、一方、Cys261〜C末端がGluCerとの結合に重要であることが示された。
2. アネキシンIVのC-端側には、70残基の4回の繰り返しドメインを持ち、各ドメインにはCa^<2+>およびリン脂質結合部位が存在する。アネキシンIVおよびSP-AのCa^<2+>結合部位に変異を加えた点突然変異体を用いた検討で、アネキシンIVのドメイン3へのCa^<2+>結合およびSP-AのArg197が、アネキシンIV-SP-Aの結合に重要であることが示された。
3. SP-Aがリポ多糖(LPS)、特に、o-抗原多糖を欠いたrough LPS及びリピドAに結合することを見いだし,更に、o-抗原多糖を持つsmooth LPSによるマクロファージのサイトカイン産生(TNFαなど)がSP-Aによって抑えられ、smooth LPS受容体であるCD14とsmooth LPSの結合をSP-Aが阻害することもわかった。従って、気道感染による過剰反応をSP-Aが制御しうることが示された。

Research Products

• [Publications] Sano,H.: "Analysis of chimeric proteins identified the regions in the carbohydrate recgnition domain of rat lung collectins that are essential for interactions with phospholipids, glycolipids and alveolar type II cells." J.Biol.Chem.237. 4783-4789 (1998)
• [Publications] Tsunezawa,W.: "Site-directed mutagenesis of surfactant protein A reveals dissociation of lipid aggregation and lipid uptake by alveolar type II cells." Biochim.Biophys.Acta.1387. 433-446 (1998)
• [Publications] Kuroki,Y.: "Surfactant protein A and D : disease markers" Biochim.Biophys.Acta.1408. 334-345 (1998)
• [Publications] 相馬仁: "リン脂質結合に関るアネキシンIVのCa^<2+>結合部位" 脂質生化学研究. 40. 196-199 (1998)
• [Publications] 齋藤正樹: "キメラ分子による肺サーファクタント蛋白質SP-Aの脂質結合領域の解析" 脂質生化学研究. 40. 193-195 (1998)
• [Publications] Kuroki,Y.: "Analysis of chimeric proteins identifies the regions in the carbohydrate recognition domains of rat lung collectins that are essential for interactions with phospholipids, glycolipids alveolar type II cells." 界面医学会雑誌. 29. 55-56 (1998)
• [Publications] Shijubo,N.: "BAL surfactant protein A and Clara cells 10 kDa protein levels in healthy subjects." Lung. 176. 257-265 (1998)
• [Publications] Mason,R.J.: "A 50 kDa variant form of human surfactant protein D." Eur.Respir.J.12. 1147-1155 (1998)
• [Publications] Pattanajitvilai,S.: "Mutational analysis of Arg197 of rat surfactant protein A. His197 creates specific lipid uptake defects." J.Biol.Chem.273. 5702-5707 (1998)
• [Publications] 黒木由夫: "肺胞表面をおおうサーファクタント-特異蛋白質の構造、機能、病態-" 蛋白質・核酸・酵素. 43. 10-22 (1998)
• [Publications] Sano,H.: "Pulmonary surfactant protein A modulates the cellular response to smooth and rough lipopolysaccharides by interaction with CD14." J.Immunol.印刷中. (1999)
• [Publications] Sohma,H.: "Characterization of the Ca2+-dependent binding of annexin IV to surfactant protein A." Biochem.J.印刷中. (1999)
• [Publications] 黒木由夫: "肺サーファクタント蛋白質SP-AおよびSP-D" 日本臨床(広範囲 血液・尿化学検査、免疫学的検査). 印刷中. (1999)
• [Publications] Tanaka,T.: "Molecular modeling of single polypeptide chain of calcium-binding protein p26olf from dimeric S100B(ββ)." Protein Eng.印刷中. (1999)
• [Publications] Sohma,H.: "Quantitative reduction of type I adenylyl cyclase in human acoholics" Biochem.Biophys.Acta. 印刷中. (1999)
• [Publications] 秋野豊明: "呼吸器疾患の分子生物学" 医学書院, 9 (1998)
• [Publications] 黒木由夫: "呼吸器疾患の分子生物学" 医学書院, 5 (1998)