2014 Fiscal Year Annual Research Report
胃酸分泌細胞の未知なる塩酸防御バリアの分子生理基盤解明
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25293047
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
酒井 秀紀 富山大学, 大学院医学薬学研究部(薬学), 教授 (60242509)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
澤口 朗 宮崎大学, 医学部, 教授 (30336292)
五十里 彰 岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (50315850)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 生理学 / 細胞・組織 / 胃酸分泌 / 細胞防御 / イオンチャネル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
胃酸分泌細胞のイオン輸送タンパク質、糖鎖に着目し、胃粘膜および胃酸分泌細胞の細胞防御機構の解明を目的とした研究を行い、本年度は主として以下の成果を得た。
1. SLC26A7発現細胞のCl-チャネル電流は、diphenylamine-2-carboxylate (DPC) により有意に抑制された一方で、mock細胞の電流はDPCにより影響を受けなかった。次に、これらの細胞にBCECFをロードし、細胞外Cl-濃度変化による細胞内pH変化を、重炭酸バッファ中で測定したところ、両者のpH変化に有意な差は観察されなかった。pH変化はDIDSに感受性であり、内因的なCl-/HCO3-交換輸送体が関与していることが示唆された。これらの結果からSLC26A7はCl-チャネルとして機能し、Cl-/HCO3-交換輸送体としての機能は有していないものと考えられた。
2. SLC26A7ノックアウト（SLC26A7-KO）とワイルドタイプ（WT）マウスの胃にDPCを前投与した後、エタノールを経口投与した。WTのエタノールによる胃粘膜傷害の程度は、DPC前投与により有意に増悪した。免疫染色した組織標本の顕微観察により、DPC前投与で傷害を受ける胃酸分泌細胞数が有意に増大していることがわかった。一方、SLC26A7-KOのエタノールによる胃粘膜傷害および傷害を受ける胃酸分泌細胞数は、DPC前投与によって変化がなかった。したがって胃酸分泌細胞のSLC26A7チャネルがDPCにより抑制されると、エタノールによる傷害が増大することが示唆された。
3. 胃プロトンポンプβ鎖（HKβ）の糖鎖末端のシアル酸を切断すると、胃酸分泌機能が有意に低下することを発現細胞系において見出した。またラット胃において酸分泌刺激時にはHKβのシアル酸が切断され、休止時にはHKβにシアル酸が付加していることを見出した。
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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
平成26年度に行った研究から、胃酸分泌細胞を起点とする胃粘膜傷害機構について、以下のような新規メカニズムが明らかになったことから、本研究はおおむね順調に進行していると考える。
1. SLC26A7は、トランスポーターとして細胞内pH調節に関与するのではなく、Cl-チャネルとして機能していることがわかった。
2. SLC26A7ノックアウトマウスを使用した実験により、胃粘膜のエタノール傷害は、胃酸分泌細胞のSLC26A7のチャネル活性の抑制に伴い増悪することがわかった。これは胃酸分泌細胞の傷害が起点となり、胃粘膜傷害が引き起こされることを示唆する。SLC26A7は胃酸分泌細胞において細胞防御機構の指令塔として働いている可能性が考えられる。
3. 胃プロトンポンプβ鎖の糖鎖におけるシアル酸付加の有無により、胃酸分泌機能が調節されるという興味深い知見を得た。シアル酸付加の有無が胃酸分泌機能調節を介して細胞防御機構に関与している可能性が示唆される。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度は以下のポイントに重点的に取り組み、本研究を推進する。
1. 胃酸分泌細胞の細胞防御機構に関与する細胞内小胞を発現タンパク質の差異を利用して、分別単離し、細胞内小胞の種類と機能の全容について明らかにする。また、胃粘膜および細胞に高圧凍結技法を適用し、標本を作製し、各種細胞内小胞の形態やタンパク質分布パターン等を電子顕微鏡で解析する。
2. SLC26A7-KOおよびWTマウスから胃腺を単離し、胃酸分泌細胞におけるSLC26A7の細胞防御機能の分子生理基盤を明らかにする。また細胞防御Cl-チャネルとの機能的関連性を解明する。さらに胃酸分泌細胞が起点となり、胃粘膜エタノール傷害が引き起こされる一連のメカニズムの解明を進める。
3. 胃プロトンポンプβ鎖の糖鎖末端のシアル酸が、胃酸分泌機能を調節する新規分子メカニズムおよび細胞防御機能との関連性について明らかにする。
4. 胃粘膜表面の防御バリアと胃酸分泌細胞表面の防御バリアについて、電子顕微鏡等による詳細な形態学的解析を行う。
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| Causes of Carryover |
端数のため、次年度の経費と合わせて使用した方が有益であると考えたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の経費と合わせて消耗品を購入する。
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[Journal Article] Tight junctional localization of claudin-16 is regulated by syntaxin 8 in renal tubular epithelial cells.2014
Author(s)
Ikari A, Tonegawa C, Sanada A, Kimura T, Sakai H, Hayashi H, Hasegawa H, Yamaguchi M, Yamazaki Y, Endo S, Matsunaga T, Sugatani J.
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Journal Title
J. Biol. Chem.
Volume: 289(19)
Pages: 13112-13123
DOI
Peer Reviewed
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