Septate Junctionの水イオンおよび溶質透過性に関する研究

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63540584
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 惣川 まりな 大阪市立大学, 理学部, 助教授 (60047199)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金子 洋之 大阪市立大学, 理学部, 助手 (20169577) ; 野田 幸一 (財)東京都老人研究所, 主任研究員 (00073007)
• Keywords: セプテート結合 / 生理的透過 / 透過障壁 / 開閉機構 / ヒトデ幼生

Research Abstract

動物が体の内部環境を維持できるのは、上皮組織(上皮細胞およびその細胞間隙)の選択的透過性による。本研究は、無脊椎動物の上皮細胞間結合構造であるセプテート結合に関して、その生理的な開閉現象の記述と、その機構の解析を行うものである。
本年度(昭和63年度)の研究成果を、以下に、項目別に示す。なお、材料としてはヒトデ幼生を用い、この体壁上皮をぬけて蛍光ラベルした巨大分子が胞胚腔に入るか否かで結合構造の開閉の有無を判定した。
1、セプテート結合を生理的に開かせる条合の探索
1)高調海水:無機イオンでは+600mosM、有機低分子(グリシンなど13種)では+300mosMを海水に加えると、結合が開く。特にKClは+200MosMで強い反応をひきおこした。このことは、原形質膜の膜電位、つまり、Na-Kポンプの関与を強く示唆する。
2)細胞内エネルギーの枯渇:Na-Kポンプの関与を確認するため、細胞内ATPの欠乏の影響を見た。その結果、脱共役剤(DNP,CCCP)や呼吸阻害剤(シアン化カリ、Naアザイド)各1mMによる前処理10〜30分で、結合が開いた。
3)二価陽イオンの欠如:海水中よりCa^<++>またはMg^<++>イオンを取り除く。あるいは、海水中に二価イオンのキレート剤であるクエン酸ナトリウムを0.1M加えると、結合が開く。
2、開いたセプテート結合の超微形態:高調海水およびCa^<++>欠如条件下で、セプテート結合は、細胞間隙をふさぐ梯子状部分を解消して、形態的にも透過障壁を取り除いたように見える。
3、実験的応用法:トリプシン、プロナーゼ、グリコシダーゼ、ECM特異抗体を含むCa^<++>欠如海水に幼生をさらした場合に、これらの分子が胞胚腔内へ導入され、それぞれに特異的な効果を見せた。