2012 Fiscal Year Research-status Report
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23590334
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
田村 淳 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00362525)
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| Keywords | クローディン / タイトジャンクション / ノックアウトマウス / 腸管吸収上皮 / 水の透過性 |
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| Research Abstract |
グルコースやアミノ酸の吸収など、生体に必須な栄養素の多くが上皮細胞のアピカル側と細胞質内のナトリウムの濃度勾配を駆動力として体内に吸収される。こうした細胞内外のイオン濃度勾配を利用した生体での輸送システムは、腸管におけるグルコースやアミノ酸吸収のほかにも腸管におけるビリルビン吸収など多種類存在するが、イオン濃度の勾配が崩れた場合の生体に対する影響に関する、基礎的解析がほとんどない。
本研究では、申請者が最近解析を進めてきた、腸管内イオンホメオスタシスが崩れたマウスであるクローディン１５ノックアウトマウスを中心に、特に「腸管内イオン環境の変化」と「グルコースやアミノ酸の他にカルシウム、ビタミンや胆汁酸などの微量物質も含む栄養吸収」について検討し、タイトジャンクションで規定される生体イオン環境ホメオスタシスの生体機能における重要性について検討した上で、さらにその応用を目指す。
平成24年度には、クローディン１５が、腸管吸収上皮で担う水の透過路としての働きを中心に解析を進めてきた。小腸には、絨毛とクリプトがあり、絨毛にはクローディン15が、クリプトにはクローディン2が多く発現する。これらはいずれも、イオン透過性の高いクローディンであり、水の透過性を担う可能性も示唆される。一方、絨毛は栄養の吸収に、クリプトは粘液の分泌に基本的に関わり、それぞれの持つ機能が異なるとされる。クローディン２と１５はともに、類似した機能を持つと考えられるが、どうして、発現部位の住み分けをしているかを理解する一助になるもとを考えられる。
本研究は、現在、進行中であるが、摘出腸管でのグルコース投与、ホルスコリン投与により、水の出納を定量化できる系がほぼ確立できた。
平成25年度では、さらに本研究を推進していきたい。
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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
小腸では、生体に必須な栄養素の多くが腸管上皮細胞内外のナトリウム濃度勾配を駆動力として体内に吸収される。本研究では、申請者が最近数年間にわたり解析を進めてきた、腸管の上皮細胞間の透過性異常による腸管内イオンホメオスタシスが崩れたマウスであるクローディン１５ノックアウトマウスを中心に、特に「腸管内イオン環境の変化」と「グルコースやアミノ酸の他にカルシウム、ビタミンや胆汁酸などの微量物質も含む栄養吸収」について検討し、タイトジャンクションで規定される生体イオン環境ホメオスタシスの生体機能における重要性について検討した上で、さらにその応用を目指すものである。ナトリウムを始めとする一価カチオンの透過性については、培養細胞の実験を始めとして複数の研究室からの報告があるが、上皮細胞間を透過する水の制御機構については、特に、クローディンとの関連では十分ではない。
そこで、平成24年度には、クローディン１５が、腸管吸収上皮で担う水の透過路としての働きを中心に解析を進めてきた。小腸には、絨毛とクリプトがあり、絨毛にはクローディン15が、クリプトにはクローディン2が多く発現する。これらはいずれも、イオン透過性の高いクローディンであり、水の透過性を担う可能性も示唆される。一方、絨毛は栄養の吸収に、クリプトは粘液の分泌に基本的に関わり、それぞれの持つ機能が異なるとされる。クローディン２と１５はともに、類似した機能を持つと考えられるが、どうして、発現部位の住み分けをしているかを理解する一助になるもとを考えられる。
本研究は、現在進行中であるが、摘出腸管でのグルコース投与、ホルスコリン投与により、水の出納を定量化できる系がほぼ確立できた。本実験系は、新規性があるものである。
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| Strategy for Future Research Activity |
グルコースやアミノ酸の吸収など、生体に必須な栄養素の多くが上皮細胞のアピカル側と細胞質内のナトリウムの濃度勾配を駆動力として体内に吸収される。こうした細胞内外のイオン濃度勾配を利用した生体での輸送システムは、腸管におけるグルコースやアミノ酸吸収のほかにも腸管におけるビリルビン吸収など多種類存在するが、イオン濃度の勾配が崩れた場合の生体に対する影響に関する、基礎的解析がほとんどない。本研究では、申請者が最近解析を進めてきた、腸管内イオンホメオスタシスが崩れたマウスであるクローディン１５ノックアウトマウスを中心に、特に「腸管内イオン環境の変化」と「グルコースやアミノ酸の他にカルシウム、ビタミンや胆汁酸などの微量物質も含む栄養吸収」についての検討を目指すものである。特に、平成25年度では、平成24年度に進めてきた、クローディン１５が、腸管吸収上皮で担う水の透過路としての働きを中心に解析をさらに進めることを目指す。小腸には、絨毛とクリプトがあり、絨毛にはクローディン15が、クリプトにはクローディン2が多く発現する。これらはいずれも、イオン透過性の高いクローディンである。クローディン２については、培養細胞レベルの実験から水の透過性を担う可能性も示唆される。一方、絨毛は栄養の吸収に、クリプトは粘液の分泌に基本的に関わり、それぞれの持つ機能が異なるとされる。クローディン２と１５はともに、類似した機能を持つと考えられるが、水出納の解析は、どうしてほぼ類似の機能を持つと考えられるクローディン２と１５が、発現部位の住み分けをしているかを理解する一助になる可能性がある。本研究は、現在進行中であるが、摘出腸管でのグルコース投与、ホルスコリン投与により、水の出納を定量化できる系がほぼ確立できた。摂食時の腸管内浸透圧変化も含め、クローディンの水経路としての機能解析を中心に進めたい。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成25年度は本申請の最終年度であるので、研究目標の達成を目指して、研究の発展と収束を行う。最終年度に繰り越しとなる42万円は、特に平成24年度で準備を進めた腸管における水の透過性実験などに用いる。
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[Presentation] タイトジャンクションを起点としたアピカル表層構築の解析2012
Author(s)
Tomoki Yano, Masahiko Ito, Takeshi Matsui, Atsushi Tamura, Katsushi Owaribe, Masami Uji, Yuji Yamazaki, and Sachiko Tsukita
Organizer
ASCB 2012 Annual meeting
Place of Presentation
モスコンセンター
Year and Date
20121215-20121219
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[Presentation] The role of claudins in regulating the liver-biliary system
Author(s)
Yuji Yamazaki, Mitsunobu Imasato, Hiroo Tanaka, Kengo Matsumoto, Atsushi Tamura, Koshi Kunimoto, Mitsuhiro Watanabe, and Sachiko Tsukita
Organizer
International Conference Merida 2012 Molecular Structure and Function of the Apical Junctional Complex in Epithelia and Endothelia
Place of Presentation
Hyatt Regency Hotel in Merida
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[Presentation] Coordinated Ciliary Beating Requires Odf2-Mediated Polarization of Basal Bodies via Basal Feet
Author(s)
Koshi Kunimoto, Yuji Yamazaki, Tomoki Nishida, Kyosuke Shinohara, Hiroaki Ishikawa, Toshiaki Hasegawa, Takeshi Okanoue, Hiroshi Hamada, Tetsuo Noda, Atsushi Tamura, et al.
Organizer
大阪バイオサイエンス研究所マンスリーレクチャー
Place of Presentation
大阪バイオサイエンス研究所
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