バイオアベイラブルな亜鉛量を判定できる新規亜鉛欠乏診断法の確立

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26660086
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 神戸 大朋 京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (90303875)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 亜鉛欠乏 / 診断法 / 健康増進 / 超高齢社会 / 亜鉛要求性酵素

Outline of Annual Research Achievements

・炭酸脱水酵素IV（CA6）、亜鉛トランスポーターZIP4、ZnT4、ZnT1とZnT10をMBP融合タンパク質・GST融合タンパク質と融合させて精製し、抗原としてマウスに免疫し、モノクローナル抗体の作成を試みた。昨年度の解析と同様に、この際、MBP・GSTに融合させた領域は、立体構造を予測したモデルから表面に露出することが予想される領域とした。各抗原に対して、複数のモノクローナルを抗体するハイブリドーマの樹立に成功した。樹立した抗体は、ウェスタンブロット解析では、培養細胞やラット個体から調整した標的タンパク質を感度良く認識できることを確認した（一部の抗体は、Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol., 310, R459-R468, 2016で使用）。これら抗体を用いてELISA系の構築を試みたが、現在のところ、系の樹立はできていない。

・樹立した抗体の有用性を検討する過程で、血漿中や膜結合型の亜鉛要求性酵素の酵素活性との比較検討を行ったところ、亜鉛欠乏に応じて鋭敏に活性を減少させる酵素を見出した。培養細胞を用いたウェスタンブロット解析との比較から、上記の作出抗体によって検出した亜鉛トランスポーター等の発現変動よりも、本酵素の活性変動の方が鋭敏であることを確認した。さらに、この変動（活性消失）は亜鉛欠乏の指標として使用されるTNAPよりも鋭敏であった。よって、本酵素の活性を用いれば、バイオアベイラブルな亜鉛量を判定できる新規亜鉛欠乏診断法を確立できる可能性が考えられた。

Research Products

• [Journal Article] Novel mutations in SLC30A2 involved in the pathogenesis of transient neonatal zinc deficiency (2016)
  • Author(s): Itsumura N, Kibihara Y, Fukue K, Miyata A, Fukushima K, Tamagawa-Mineoka R, Katoh N, Nishito Y, Ishida R, Narita H, Kodama H, Kambe T
  • Journal Title: Pediatr Res Volume: 印刷中 Pages: ー
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Activation of zinc-requiring ectoenzymes by ZnT transporters during the secretory process: Biochemical and molecular aspects (2016)
  • Author(s): Kambe T, Takeda T, Nishito Y
  • Journal Title: Arch Biochem Biophys Volume: ー Pages: ー
  • DOI: doi: 10.1016/j.abb.2016.03.035.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Ethambutol neutralizes lysosomes and causes lysosomal zinc accumulation (2016)
  • Author(s): Yamada D, Saiki S, Furuya N, Ishikawa K, Imamichi Y, Kambe T, Fujimura T, Ueno T, Koike M, Sumiyoshi K, Hattori N
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 471 Pages: 109-16
  • DOI: doi: 10.1016/j.bbrc.2016.01.171.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The Functions of Metallothionein and ZIP and ZnT Transporters: An Overview and Perspective (2016)
  • Author(s): Kimura T, Kambe T
  • Journal Title: Int J Mol Sci. Volume: 17 Pages: E336
  • DOI: doi: 10.3390/ijms17030336.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Properties of Zip4 accumulation during zinc deficiency and its usefulness to evaluate zinc status: a study of the effects of zinc deficiency during lactation. (2016)
  • Author(s): Hashimoto A, Nakagawa M, Tsujimura N, Miyazaki S, Kizu K, Goto T, Komatsu Y, Matsunaga A, Shirakawa H, Narita H, Kambe T, Komai M.
  • Journal Title: Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol Volume: 310 Pages: R459-68
  • DOI: doi: 10.1152/ajpregu.00439.2015.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 亜鉛トランスポーターZIP4を標的とした亜鉛栄養の改善 (2016)
  • Author(s): 橋本彩子、神戸大朋
  • Journal Title: 亜鉛栄養治療 Volume: 印刷中 Pages: ー
• [Journal Article] Overview of Inherited Zinc Deficiency in Infants and Children (2015)
  • Author(s): Kambe T, Fukue K, Ishida R, Miyazaki S
  • Journal Title: J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo) Volume: 61 Pages: Suppl:S44-6
  • DOI: doi: 10.3177/jnsv.61.S44.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Mg, Zn and Cu Transport Proteins: A Brief Overview from Physiological and Molecular Perspectives. (2015)
  • Author(s): Hashimoto A, Kambe T.
  • Journal Title: J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo) Volume: 61 Pages: Suppl:S116-8
  • DOI: doi: 10.3177/jnsv.61.S116.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Soybean extracts increase cell surface ZIP4 abundance and cellular zinc levels: a potential novel strategy to enhance zinc absorption by ZIP4 targeting. (2015)
  • Author(s): Hashimoto A, Ohkura K, Takahashi M, Kizu K, Narita H, Enomoto S, Miyamae Y, Masuda S, Nagao M, Irie K, Ohigashi H, Andrews GK, Kambe T.
  • Journal Title: Biochem J Volume: 472 Pages: 183-93
  • DOI: doi: 10.1042/BJ20150862.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Altered expression of two zinc transporters, SLC30A5 and SLC30A6, underlies a mammary gland disorder of reduced zinc secretion into milk. (2015)
  • Author(s): Kumar L, Michalczyk A, McKay J, Ford D, Kambe T, Hudek L, Varigios G, Taylor PE, Ackland ML.
  • Journal Title: Genes Nutr. Volume: 10 Pages: 487
  • DOI: doi: 10.1007/s12263-015-0487-x.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The Physiological, Biochemical, and Molecular Roles of Zinc Transporters in Zinc Homeostasis and Metabolism. (2015)
  • Author(s): Kambe T, Tsuji T, Hashimoto A, Itsumura N.
  • Journal Title: Physiol Rev. Volume: 95 Pages: 749-84
  • DOI: doi: 10.1152/physrev.00035.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] なぜ亜鉛は生命に必要なのか？ 亜鉛生物学の潮流と今後の課題について (2015)
  • Author(s): 深田俊幸、神戸大朋
  • Journal Title: 細胞工学 Volume: 34 Pages: 310-316
• [Presentation] Zinc Signaling: Conclusion (2016)
  • Author(s): Taiho Kambe
  • Organizer: The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌）
  • Year and Date: 2016-03-22
  • Invited
• [Presentation] 亜鉛トランスポーターの機能と 亜鉛バイオロジー (2016)
  • Author(s): 神戸大朋
  • Organizer: 【理科大総合研究院バイオオルガノメタリクス研究部門】 研究交流集会
  • Place of Presentation: 東京理科大学（東京・東京）
  • Year and Date: 2016-03-17
  • Invited
• [Presentation] Zinc Signaling and Zinc Homeostasis: Conclusion (2015)
  • Author(s): Taiho Kambe
  • Organizer: BMB2015
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（神戸・兵庫）
  • Year and Date: 2015-12-01
  • Invited
• [Presentation] How are zinc-requiring enzymes activated by zinc transporters in the early secretory pathway? (2015)
  • Author(s): Taiho Kambe
  • Organizer: 8th FAOPS Congress in Bangkok
  • Place of Presentation: バンコク（タイ）
  • Year and Date: 2015-11-24
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] How are zinc-requiring ectoenzymes activated by zinc transporters in the secretory pathway? (2015)
  • Author(s): Taiho Kambe
  • Organizer: The 65th Conference of Japan Society of Coordination Chemistry
  • Place of Presentation: 奈良女子大学（奈良・奈良）
  • Year and Date: 2015-09-21
  • Invited
• [Presentation] Activation Mechanism of Zinc-Dependent Ectoenzymes by ZnT Zinc Transporters (2015)
  • Author(s): Taiho Kambe
  • Organizer: Gordon Research Conference, Cell Biology of Metals
  • Place of Presentation: バーモント州マウントスノー（アメリカ）
  • Year and Date: 2015-07-28
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 亜鉛動態におけるメタロチオネインの役割 (2015)
  • Author(s): 神戸大朋
  • Organizer: 第42回日本毒性学会学術年会
  • Place of Presentation: ポルテ金沢（金沢・石川）
  • Year and Date: 2015-06-30
  • Invited
• [Presentation] Zinc transporters and zinc deficiency of infants and children (2015)
  • Author(s): Taiho Kambe
  • Organizer: 12th Asian Congress of Nutrition (12th ACN)
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜・神奈川）
  • Year and Date: 2015-05-17
  • Invited
• [Presentation] The roles of zinc transporters in zinc absorption and zinc physiology (2015)
  • Author(s): Taiho Kambe
  • Organizer: 12th Asian Congress of Nutrition (12th ACN)
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜・神奈川）
  • Year and Date: 2015-05-15
  • Invited
• [Presentation] 亜鉛トランスポーター 亜鉛恒常性を制御するしくみ (2015)
  • Author(s): 神戸大朋
  • Organizer: ＜第29回日本医学会総会サテライトシンポジウム＞ 近畿亜鉛栄養治療研究会5周年記念・公開講座
  • Place of Presentation: 京都センチュリーホテル（京都・京都）
  • Year and Date: 2015-04-10
  • Invited