| 研究領域 | 「生命金属科学」分野の創成による生体内金属動態の統合的研究 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05495
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
内田 康雄 東北大学, 薬学研究科, 講師 (70583590)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 臨床金属動態学 / 定量プロテオミクス / 血液脳関門 / 金属動態メカニズム / 再構築戦略 / ZNT / GPIアンカータンパク質 / SWATH法 / セレノプロテイン / 新貴金属トランスポーター / 亜鉛 / 鉄 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
金属元素の体内動態研究は、主にげっ歯類を用いて行われてきた。しかし、金属元素は疾患と密接に関係しており、その異常が疾患の発症・進行に結び付くことから、ヒトでの研究が必要である。本研究では、ヒトの動態制御組織における金属輸送担体のタンパク質存在量およびそれらのげっ歯類との種差を定量的に解明するとともに、金属動態の分子機構を解明することを目的とする。これによって、ヒトの金属動態に関する新学問領域「臨床金属動態学」の基盤を構築し、「臨床金属動態学」の重要性を世界に発信する。
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| 研究実績の概要 |
血液脳関門の金属輸送をモデルとして、タンパク質存在量（mole）と単分子輸送活性（/mole）の統合によって、マウスの血液脳関門における金属輸送担体の輸送活性を再構築し、実測値と比較した。単分子あたりの輸送活性は、血液脳関門モデル細胞を用いて計測した。In vivo血液脳関門におけるタンパク質発現量を統合することによって血液脳関門の金属透過速度について再構築した結果は、マウスにおける透過速度の実測値とほぼ一致することが示され、in vivoの金属輸送速度を再構築できることが証明された。
ヒト病態組織への応用として、ホルマリン固定パラフィン包埋（FFPE）組織における金属輸送担体の定量技術を開発した。従来法では、FFPE組織における定量結果は新鮮組織を全く反映しなかったが、技術改良によって新鮮組織における定量結果を良好に反映する網羅的タンパク質定量技術を開発することに成功した。ヒト病態組織における複数種類の金属輸送担体の定量に成功し、in vitro系で計測された単分子輸送活性と統合することによって、ヒトのin vivoの金属輸送担体の輸送活性を再構築できるようになった。
さらに、独自の定量プロテオミクスを用いた複数の領域内共同研究を実施し、成果の一例として、オルガネラの内腔に亜鉛を供給する初期分泌経路のZNT (ZNT5-ZNT6 heterodimer (ZNT5-6) およびZNT7 homodimer (ZNT7))が、細胞表面でのGPIアンカータンパク質の発現に必須であることを発見した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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