肺サーファクタント蛋白質A及びDによる生体防御の分子機構と臨床応用の開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10557058
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 黒木 由夫 札幌医科大学, 医学部, 教授 (70161784)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長田 篤雄 ヤマサ株式会社, 診断薬部, 室長 ; 相馬 仁 札幌医科大学, 医学部, 講師 (70226702)
• Keywords: 肺サーファクタント / コレクチン / SP-A / SP-D / リポ多糖 / CD14 / マクロファージ / 感染防御

Research Abstract

肺サーファクタント蛋白質SP-A、SP-D、および、マンノース結合蛋白質(MBP)は、C末端側に糖鎖認識領域(CRD)を有するC型レクチンのコレクチン・サブグループに属する。コレクチンは、複合脂質や病原微生物をリガンドとし、マクロファージを活性化して肺の生体防御においても重要な役割を果たしている。本研究は、SP-A/Dの構造と生体防御機能発現の分子機構を解析し、臨床応用の開発を目指すことを目的に遂行された。以下に結果を要約する。
(1)マクロファージに発現するCD14は、リポ多糖(LPS)の受容体として働くが、SP-AとSP-DははともにCD14に結合してLPSとCD14との相互作用を変化させることを見いだした。さらに、SP-AとSP-DによるCD14結合の分子機構が異なることを明らかにして呼吸器の生体防御機構におけるSP-AとSP-Dの重要性を示した。(2)SP-AとSP-Dと同様にMBPもCD14に結合することを見いだし、CD14がコレクチンのリガンドとして機能することを示した。(3)ARDS患者のBAL中SP-Aは低下するが、SP-Dは低下しないことを明らかにした。ARDS at riskの患者ではSP-Aの低下しない例ではARDSに進展しなかった。(4)膠原病合併間質性肺炎患者の血中SP-AとSP-Dの測定は、CTでのみ検出可能な軽微な病変を検出できることを示した。(5)SP-AとSP-DをpEE14 vectorにクローニングし、CHO-K1細胞にトランスフェクトしてGlutamine Synthetase系による大量発現系を確立した。(6)感染を惹起した糖尿病発症ラットではBAL中、SP-AとSP-Dが増加し、肺コレクチンが急性期反応物質として機能することが示唆された。(7)SP-AのCys204からC末端側領域を相同なSP-D領域に置換したSP-A/SP-Dキメラ体の検討から、肺コレクチンのC末端側の25アミノ酸残基がリガンドとの相互作用に重要であり、感染防御分子としてこれらのキメラ体を用いることが有用であることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Sano H: "Pulmonary surfactant protein A modulates the cellular responses to smooth and rough lipopolysaccharides by interaction with CD14."J Immunol. 163. 387-395 (1999)
• [Publications] Chiba H: "Introduction of mannose binding protein-type phosphatidylinositol recognition into pulmonary surfactant protein A."Biochemistry. 38. 7321-7331 (1999)
• [Publications] Hobo S: "Purification and biochemical characterization of pulmonary surfactant protein A of horses."Am J Vet Res. 60. 169-173 (1999)
• [Publications] Hobo S: "Purification and biochemical characterization of equine pulmonary surfactant protein D."Am J Vet Res. 60. 368-372 (1999)
• [Publications] Sakai Y: "Pulmonary alveolar proteinosis in infants."Eur J Pediatr. 158. 424-426 (1999)
• [Publications] Maeda A: "Low expression of aA-crystallins and rhodopsin kinase of photoreceptors in retinal dystrophy rat."Invest Ophth Vis Sci. 40. 2788-2794 (1999)
• [Publications] Greene K: "Serial changes in surfactant-associated proteins in lung and serum before and after onset of ARDS."Am J Respir Crit Care Med. 160. 1843-1850 (1999)
• [Publications] Sohma H: "Characterization of the Ca2+-dependent binding of annexin IV to surfactant protein A."Biochem J. 341. 203-209 (1999)
• [Publications] Kuroki Y: "Functional roles and structural analysis of lung collectins SP-A and SP-D."Biology of the Neonate. 76. 19-21 (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・尿生化学検査、免疫学的検査. 57. 309-312 (1999)
• [Publications] 黒木由夫: "生後呼吸困難症候群"生体の科学 (病気の細胞分子生物学). 50. 404-405 (1999)
• [Publications] 黒木由夫: "サーファクタントアポプロテインと肺疾患"分子呼吸器病学. 3. 324-434 (1999)
• [Publications] Saitoh M: "Importance of the carboxy terminal 25 amino acid residues of lung collectins in interactions with lipids and alveolar type II cells."Biochemistry. 39. 1059-1066 (2000)
• [Publications] Takahashi H: "Serum levels of surfactant proteins A and D are useful markers for interstitial lung disease in patients with progressive systemic sclerosis."Am J Respir Crit Care Med. (印刷中). (2000)
• [Publications] Maeda T: "Purification and characterization of bovine cone arrestin(cArr)."FEBS Lett. (印刷中). (2000)
• [Publications] Maeda A: "Aberrant expression of photoreceptor-specific calcium-binding protein(recoverin) in cancer cell lines."Cancer Res. (印刷中). (2000)
• [Publications] Takahashi H: "Serum surfactant proteins A and D as prognostic factors in idiopathic pulmonary fibrosis and their relationship to disease extent."Am J Respir Crit Care Med. (印刷中). (2000)
• [Publications] 黒木由夫: "基礎生化学実験法 第5巻第6章サーファクタント"同人化学社(印刷中). (2000)