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新規ピリドキシントランスポーターとイオン輸送体の応答によるピリドキシン動態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21KK0280
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))

配分区分基金
審査区分 小区分47060:医療薬学関連
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

山城 貴弘  名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 助教 (20826614)

研究期間 (年度) 2022 – 2024
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
キーワードトランスポーター / イオンチャネル / クロストーク / 相互作用 / ピリドキシン
研究開始時の研究の概要

申請者は、最近、哺乳類で初めてのピリドキシントランスポーターを同定することに成功し、イオンチャネルをはじめとしたイオン輸送体とのクロストークにより、ピリドキシンの体内動態に関与する可能性を見出した。さらに、そのピリドキシントランスポーターの遺伝子変異に起因する疾患へのピリドキシンの関与も示唆された。本研究では、ピリドキシントランスポーターと相互作用するイオン輸送体を探索・同定し、それらのクロストークによるピリドキシン体内動態を解明すると共に、その遺伝子変異による病態とピリドキシン輸送機能との関連性の解明に取り組む。

研究実績の概要

近年、トランスポーターとイオンチャネルとのクロストークが注目を集めており、それらが相互に機能を制御することにより、重要な生理的役割を果たすことが知られるようになってきている。申請者は、最近、哺乳類で初めてのピリドキシン(ビタミンB6)トランスポーターとして、SLC19A3を同定することに成功し、イオンチャネルをはじめとしたイオン輸送体とのクロストークにより、ピリドキシンの体内動態に関与する可能性を見出した。本研究は、SLC19A3と相互作用するイオン輸送体を探索・同定し、それらのクロストークによるピリドキシン体内動態の解明を目指すと共に、その遺伝子変異による病態とピリドキシン輸送機能との関連性の解明に取り組むものである。
本年度は、アフリカツメガエル卵母細胞を用いたTEVC(two-electrode voltage clamp)法により、SLC19A3と相互作用するイオンチャネルの探索を行った。その結果、SLC19A3との共発現が、チャネルXの活性を増大させることが明らかとなった。その一方で、SLC19A3と同様にピリドキシン輸送活性を有するSLC19A2との共発現では、チャネルXの活性に影響はみられなかった。
前年度までに、ピリドキシン輸送機能の低下がみられたLeigh脳症やBTBGD(biotin-thiamine-responsive basal ganglia disease)の原因となるSLC19A3の13種の遺伝子変異体について、タンパク質発現量を検討した。その結果、7種の変異体において、顕著なタンパク質発現量の低下がみられた。したがって、この7種の変異体については、発現量の低下が輸送機能の低下の要因となっていることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

SLC19A3との共発現により、活性が増大するイオンチャネルを見出すことができた。さらに、SLC19A3の遺伝子変異に関する検討についても進展させることができた。以上より、概ね順調であると判断できる。

今後の研究の推進方策

SLC19A3とチャネルXとのクロストーク機構の解明のため、SLC19A3とチャネルXを共発現させ、SLC19A3のピリドキシン及びチアミン輸送機能に及ぼす影響を解析する。さらに、共免疫沈降法により、SLC19A3とチャネルXが複合体を形成するか検証する。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Involvement of Proton-Coupled SLC49A4-Mediated Transport in the Export of Lysosomally Trapped Pyrilamine2024

    • 著者名/発表者名
      Akino Shogo, Yasujima Tomoya, Shibutani Rei,Yamashiro Takahiro, Yuasa Hiroaki
    • 雑誌名

      Drug Metabolism and Disposition

      巻: 52 号: 1 ページ: 19-25

    • DOI

      10.1124/dmd.123.001354

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Disrupted in renal carcinoma 2 (DIRC2/SLC49A4) is an H<sup>+</sup>-driven lysosomal pyridoxine exporter2022

    • 著者名/発表者名
      Akino Shogo, Yasujima Tomoya, Yamashiro Takahiro, Yuasa Hiroaki
    • 雑誌名

      Life Science Alliance

      巻: 6 号: 2 ページ: e202201629-e202201629

    • DOI

      10.26508/lsa.202201629

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of the amino acid residues involved in the species-dependent differences in the pyridoxine transport function of SLC19A32022

    • 著者名/発表者名
      Miyake Kohei, Yasujima Tomoya, Takahashi Syunsuke, Yamashiro Takahiro, Yuasa Hiroaki
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 298 号: 8 ページ: 102161-102161

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.102161

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Analysis of the transport function of SLC19A2/3 for amiloride: utilization as a fluorescent probe substrate2023

    • 著者名/発表者名
      Kaito Matsui, Michihiro Yamamoto, Takahiro Yamashiro, Tomoya Yasujima, Hiroaki Yuasa
    • 学会等名
      2023 International Joint Meeting of 23rd ICCP450/38th JSSX
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SUBSTRATE-DEPENDENT CHARACTERISTICS IN THE TRANSPORT FUNCTION OF SLC19A3: EXAMINATION OF THE ASPECT OF ITS SENSITIVITY TO FLAVONOIDS2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Yuasa, Saena Yamashita, Takahiro Yamashiro, Tomoya Yasujima
    • 学会等名
      25th North American ISSX Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SLC19A2/3の蛍光性試験基質としてのamilorideの輸送特性の評価と利用2023

    • 著者名/発表者名
      松井快人、山本道弘、山城貴弘、保嶋智也、湯浅博昭
    • 学会等名
      日本薬剤学会第38年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規蛍光性SLC19A2/3プローブ基質としてのamilorideの輸送特性2023

    • 著者名/発表者名
      松井快人、山本道弘、山城貴弘、保嶋智也、湯浅博昭
    • 学会等名
      日本薬学会 第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Functional characteristics and role of DIRC2/SLC49A4 as a novel lysosomal pyridoxine exporter2022

    • 著者名/発表者名
      Shogo Akino, Takahiro Yamashiro, Tomoya Yasujima, Hiroaki Yuasa
    • 学会等名
      日本薬物動態学会 第37回年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] SLC19A2/3のamiloride輸送機能2022

    • 著者名/発表者名
      山本道弘、山城貴弘、保嶋智也、湯浅博昭
    • 学会等名
      第43回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] SLC19A3のpyridoxine輸送機能の動物種差:ラット小腸におけるSlc19a3のpyridoxine輸送機能欠損の検証2022

    • 著者名/発表者名
      山城貴弘、保嶋智也、湯浅博昭
    • 学会等名
      日本薬剤学会 第37年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋市立大学 大学院薬学研究科 薬物動態制御学分野

    • URL

      http://www.phar.nagoya-cu.ac.jp/hp/yzg/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 薬物動態制御学分野

    • URL

      http://www.phar.nagoya-cu.ac.jp/hp/yzg/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-02-08   更新日: 2024-12-25  

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