2019 Fiscal Year Research-status Report
内分泌細胞の酸素応答とホルモン生合成・分泌制御のクロストークを解明する
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18K05443
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
穂坂 正博 秋田県立大学, 生物資源科学部, 教授 (80311603)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 内分泌細胞 / 酸素応答 / プロセッシング酵素 / ペプチドホルモン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
内分泌細胞で、ペプチドホルモンや多くの生理活性ペプチドは、まず分子量の大きな前駆体として粗面小胞体で合成され、トランスゴルジネットワーク（TGN）まで輸送される過程で、順次、シグナルペプチドの除去、S-S結合の形成、糖鎖付加などの修飾を受ける。その後、分泌顆粒に選択的に輸送されたホルモン前駆体（プロホルモン）は、顆粒中でプロセッシング酵素（PC1/3, PC2, CPE）による修飾を受け、活性を持つ成熟型ホルモンとなり細胞外に分泌される。
生体は肺で大気（21％酸素濃度=160 mmHg 酸素分圧）を吸い、肺胞でヘモグロビンを介して血中に酸素を取り込む。取り込まれた酸素は血流で全身の細胞に分配され、組織中の酸素濃度では 3.6-12.8％と報告されている。
令和元年度は昨年度にマウス脳下垂体と膵島組織およびその細胞株を10％酸素濃度下で培養したところPC1/3, PC2, CPEの発現が亢進し、成熟型ホルモンの細胞内貯蔵量と分泌が最大値となると云った発見（Biochemical J 2019;476.827-842）を受け、まずPC1/3, PC2の酵素活性を異なる酵素濃度で検証した。当初、大腸菌でPC1/3, PC2をGST融合タンパク質として精製し、合成基質に対する切断活性を調べたが、その活性を観察されなかった。そこでPC1/3およびPC2をNeuro2a細胞（マウス神経芽細胞腫）に発現し、その培養上清で活性を調べたところ、酸素環境（10, 21%酸素濃度）で合成基質に対する切断活性は違いがなかった。
また10, 21%酸素濃度で培養した内分泌細胞からRNAを抽出し、酸素培養で発現が増減する遺伝子をマイクロアレイで調べ、RT-PCR、ウエスタンブロット法で検証している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
下記の1-3の理由により、「おおむね順調に進展している」と判断した。
1.マイクロアレイ法による遺伝子の網羅的な同定が進んでいる。
2.精製酵素を使った合成基質アッセイ法を確立した。
3.マウス脳下垂体中葉を単離・培養してMSH（melanocyte-stimulating hormone）の分泌測定法を確立した。
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| Strategy for Future Research Activity |
マイクロアレイ法で同定した遺伝子群をRT-PCR、ウエスタンブロットで検証する。
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