腎上皮細胞基底膜側へのＮＣＸ１輸送体の局在制御機構の解明

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23590319
• Research Institution: Fukuoka University
• Principal Investigator: 岩本 隆宏 福岡大学, 医学部, 教授 (20300973)
• Keywords: イオン輸送 / Ca2+シグナル / 腎上皮細胞 / 腎機能

Research Abstract

Na+/Ca2+交換輸送体１型（NCX1）は、遠位尿細管基底膜側に限局して発現しているが、その極性的ソーティング機構の分子機序は未だ不明である。本研究では、その分子基盤を解析する目的で、NCX1細胞内ドメインをbait蛋白質として、マウス腎由来cDNAライブラリーを用いた酵母ツーハイブリッドスクリーニングを実施した。その結果、NCX1細胞内ドメインがアダプター蛋白質複合体因子（AP因子）と相互作用することを見出した。AP因子の結合部位を解析したところ、細胞内ドメインのCBD1（Ca2+結合部位）に結合することが判明した。さらに、Ala置換変異解析により、CBD1領域内の特異的結合配列を同定した。興味深いことに、NCX1細胞内ドメインとAP因子の相互作用はCa2+濃度依存性であり、低Ca2+濃度において結合量が増大した。つまり、NCX1は細胞内Ca2+濃度の増加に伴って基底膜側細胞膜にソーティングされること、一方、細胞内Ca2+濃度の減少に伴ってリサイクリングベジクルに移行することが推察された。最近、AP因子への結合能を欠失した変異型NCX1および野生型NCX1の遠位尿細管特異的トランスジェニックマウスを作製した。現在、これらモデルマウスの腎機能解析、血液成分解析、骨形態解析により、NCX1の腎基底膜側局在制御の生理学的・病態学的意義を追究している。さらに、NCX2、NCX3の細胞内ドメインとAP因子の相互作用についても解析を進めている。

Research Products

• [Journal Article] Structural basis for the counter-transport mechanism of a H+/Ca2+ exchanger. (2013)
  • Author(s): Nishizawa T, Kita S, Maturana AD, Furuya N, Hirata K, Kasuya G, Ogasawara S, Dohmae N, Iwamoto T, Ishitani R, Nureki O.
  • Journal Title: Science Volume: 341 Pages: 168-172
  • DOI: 10.1126/science.1239002
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pretreatment of donor islets with the Na+/Ca2+ exchanger inhibitor improves the efficiency of islet transplantation. (2013)
  • Author(s): Mera T, Itoh T, Kita S, Kodama S, Kojima D, Nishinakamura H, Okamoto K, Ohkura M, Nakai J, Iyoda T, Iwamoto T, Matsuda T, Baba A, Omori K, Ono J, Watarai H, Taniguchi M, Yasunami Y.
  • Journal Title: Am. J. Transplant. Volume: 13 Pages: 2154-2160
  • DOI: 10.1111/ajt.12306.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Overactive bladder mediated by accelerated Ca2+ influx mode of Na+/Ca2+ exchanger in smooth muscle. (2013)
  • Author(s): Yamamura H, Cole WC, Kita S, Hotta S, Murata H, Suzuki Y, Ohya S, Iwamoto T, Imaizumi Y.
  • Journal Title: Am. J. Physiol. Cell Physiol. Volume: 305 Pages: C299-C308
  • DOI: 10.1152/ajpcell.00065.2013.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dietary salt intake regulates WNK3-SPAK-NKCC1 phosphorylation cascade in mouse aorta through angiotensin II. (2013)
  • Author(s): Zeniya M, Sohara E, Kita S, Iwamoto T, Susa K, Mori T, Oi K, Chiga M, Takahashi D, Yang SS, Lin SH, Rai T, Sasaki S, Uchida S.
  • Journal Title: Hypertension Volume: 62 Pages: 872-878
  • DOI: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.113.01543.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Na⁺/Ca²⁺ exchanger 1/2 double-heterozygote knockout mice display increased nitric oxide component and altered colonic motility. (2013)
  • Author(s): Nishiyama K, Azuma YT, Kita S, Azuma N, Hayashi S, Nakajima H, Iwamoto T, Takeuchi T.
  • Journal Title: J. Pharmacol. Sci. Volume: 123 Pages: 235-245
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Verification of mutational analysis of NCX by eukaryotic CaCA crystal structure. (2013)
  • Author(s): Iwamoto T, Kita S.
  • Journal Title: Nihon Yakurigaku Zasshi Volume: 142 Pages: 318-319.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Na+/Ca2+交換体の構造・機能解析における最近の進歩 (2014)
  • Author(s): 岩本隆宏
  • Organizer: 第23回細胞電気薬理研究会（第87回日本薬理学会年会サテライト）
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 20140318-20140318
  • Invited
• [Presentation] 真核生物CaCA結晶構造から哺乳類NCX変異解析を検証する (2013)
  • Author(s): 岩本隆宏
  • Organizer: 生理研研究会2013「心血管膜輸送分子の構造・機能・病態の統合的研究戦略」
  • Place of Presentation: 岡崎
  • Year and Date: 20131127-20131128
• [Remarks] 福岡大学医学部薬理学教室
  • URL: http://www.med.fukuoka-u.ac.jp/pharmaco/index.html