細胞内CI^-によるCdc25B活性制御を介した細胞周期制御メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 17790154
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生理学一般
• 研究機関: 京都府立医科大学
• 研究代表者: 宮崎 裕明 京都府立医科大学, 医学研究科, 助教 (30360027)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 2006年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 2005年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
• キーワード: MKN28 / MKN45 / NKCCl / G0 / G1期遅延 / 細胞内Cl-濃度 / cyclin / p21 / MKN-28 / MKN-45 / 細胞増殖 / 細胞周期 / Na^+,K^+,2Cl^- cotransporter / furosemide / G1 arrest

研究概要

ヒトの胃癌由来細胞株であるMKN28,45は、低分化型(MKN45)、中分化型(MKN28)に分類されており、それぞれ細胞増殖速度が異なる。本研究では、細胞内Cl^-濃度の変化が細胞増殖速度を制御するという実験仮説に基づき、細胞内Cl^-イオン濃度に影響を与えるNa^+,K^+,2Cl^- cotransporter(NKCC1)の発現・活性レベル、およびNKCCの特異的阻害剤で処理した際の細胞増殖、および細胞周期に与える影響について、両細胞間での比較を行った。Real-time PCRによりNKCC mRNA発現レベルを測定したところ、MKN45のNKCC mRNAレベルは、MKN28よりも高かった。NKCC阻害剤感受性容積減少率により測定したNKCC機能活性は、MKN45でより高かった。NKCC阻害薬は、NKCC機能活性の高いMKN45においてのみ、G0/G1期遅延による増殖抑制効果を示した。NKCCの機能阻害により細胞内Cl^-濃度低下を介した細胞増殖抑制が想定されることから、低Cl^-濃度培地によりMKN細胞を培養したところ、G0/G1期遅延による増殖抑制効果を示した。また、G0/G1期からS期への進行を促進するcyclin E/CDK2およびcyclin D/CDK4・6の機能を阻害するp21タンパクの解析を行ったところ、低Cl^-濃度培地で培養した細胞において、p21タンパクの発現量が有意に上昇していた。本研究により、Cl^-輸送体の活性変化による細胞内Cl^-濃度の変化がcdc25をはじめとする細胞周期関連タンパク質の活性化を制御することで、細胞増殖をコントロールしている可能性が強く示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Epithelial ion transport of human nasal polyp and paranasal sinus mucosa. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yasuda, M. et al.
  • 雑誌名: American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology 36(4) ページ: 466-472
• [雑誌論文] Physiological significance of hypotonicity-induced regulatory volume decrease : reduction in intracellular Cl^- concentration acting as an intracellular signaling. (2007)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, H. et al.
  • 雑誌名: American Journal of Physiology-Renal Physiology (In press)
• [雑誌論文] Action of neltenexine on anion secretion in human airway epithelia. (2007)
  • 著者名/発表者名: Niisato, N. et al.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications (In press)
• [雑誌論文] Abnormal expression of ENaC and SGK1 mRNA induced by dietary sodium in Dahl salt-sensitively hypertensive rats. (2007)
  • 著者名/発表者名: Aoi, W.et al.
  • 雑誌名: Cell Biology International (In press)
• [雑誌論文] UT-B1 urea transporter plays a noble role as active water transporter in C6 glial cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ogami, A. et al.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical research Communicatios 351 ページ: 619-624
• [雑誌論文] Aldosterone-induced abnormal regulation of ENaC and SGK1 in Dahl salt-sensitive rat. (2006)
  • 著者名/発表者名: Aoi, W., Niisato, N., Sawabe, Y., Miyazak, H., Marunaka, Y.
  • 雑誌名: Biochemical and biophysical research communications 341 ページ: 376-381
• [雑誌論文] New concept of spare receptors and effectors. (2005)
  • 著者名/発表者名: Marunaka, Y, Niisato, N., Miyazaki, H.
  • 雑誌名: Journal of membrane biology 203 ページ: 31-39
• [雑誌論文] Synergic action of insulin and genistein on Na^+/K^+/2Cl^- cotransporter in renal epithelium (2005)
  • 著者名/発表者名: Ueda-Nishimura, T., Niisato, N., Miyazaki, H., Naito, Y., Yoshida, N., Yoshikawa, T., Nishino, H., Marunaka, Y.
  • 雑誌名: Biochemical and biophysical research communications. 332 ページ: 1042-1052
• [雑誌論文] Chloride turnover and ion-transporting activities of yolk-sac preparations (yolk balls) separated from Mozambique tilapia embryos and incubated in freshwater and seawater. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hiroi, J., Miyazaki, H., Katoh F., Ohtani-Kaneko, R., Kaneko, T.
  • 雑誌名: Journal of experimental biology 208 ページ: 3851-3858