| 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 |
19H05768
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
神戸 大朋 京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (90303875)
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| 研究分担者 |
宗兼 将之 金沢大学, 薬学系, 助教 (80804806)
杉本 宏 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, 専任研究員 (90344043)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| キーワード | 亜鉛輸送体 / メタレーション / 生命金属 / 有害金属 / SMPD1 / GPI アンカー |
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| 研究実績の概要 |
早期分泌経路に局在するZn輸送体であるZNT5-ZNT6ヘテロ複合体とZNT7ホモ複合体は、ALPなどのエクト型亜鉛要求性酵素の活性化に重要な役割を果たす。このZNT5-ZNT6ヘテロ複合体とZNT7ホモ複合体を介したZnメタレーションによって活性化される酵素として、リソソームにおいてスフィンゴミエリンをセラミドとホスホコリンに分解する酸性スフィンゴミエリナーゼ（ASM）を同定した。両ZNT複合体欠損株において、ASMの変異により引き起こされる脂質代謝異常症ニーマン・ピック病A型B型患者の細胞で観察される膜構造体と同様の構造体を蓄積することを明らかにし、両ZNT複合体がスフィンゴミエリン代謝に必須の役割を果たすことを明らかにした。さらに、小胞体における重要なタンパク質修飾であるGPIアンカー付加の過程においても両ZNT複合体が必須の役割を果たすことを示し、両ZNT複合体欠損株においては、GPIアンカー型タンパク質が安定に存在できないことを明示した。
また、Flp-In T-RExシステムを利用して、Doxycycline依存的にZIP4とZIP5を誘導発現できる細胞を樹立し、ZNT1 とメタロチオネインがZIP4とZIP5の発現に応じて協調的に応答して発現を変化させ、細胞内Znホメオスタシス維持に機能することを明示した。さらに、transwell plateを使用して培養することで極性細胞に分化させた細胞を使用し、消化管上皮細胞などではZIP4とZNT1による一方向のZn輸送が厳密に制御されることを証明し、亜鉛吸収における新たな知見を与えた。
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| 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
雇用していた特定研究員の異動により、研究活動の推進力が若干低下したが、これまでの研究結果を複数の論文に発表することができ、全体としては、ほぼ予定通りの結果が得られたと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
【生命金属科学基盤構築】
1.チロシナーゼ（YTR）は、分泌経路でCuを獲得して活性化し、メラニン生合成に関わる酵素である。今年度の解析で、チロシナーゼに高い相同性を有するチロシナーゼ関連タンパク質１（TYRP1）がZNT5-ZNT6ヘテロ複合体とZNT7ホモ複合体を介してZnメタレーションされる可能性を見出した。実際にTYRP1がZnによって制御され、メラニン生合成に関わるのかについて、メラノーマ細胞を使用したin vitro解析およびメダカを使用したin vivo解析にて検討する。
2. Zn輸送体が輸送したZnによってメタレーションされるZn酵素の中には、がんの増殖に密接に関連する酵素が存在する。当該Zn輸送体を欠損させた膵がん細胞をヌードマウスに移植し、Zn輸送体が輸送したZnががん細胞の増殖にどのように影響を与えるのか解析（Xenograft）し、Zn輸送体によるZnメタレーションの生理的意義、病理的側面に関する新規知見を提示する。
【研究項目A03】有害金属の生体内動態と作用機序
ヒトHAP1細胞を用いて作成した生命金属（Zn/Fe/Cu）輸送体の欠損株において、Mnに対する応答に変化を認める株を見いだしており、本株についての解析を引き続き進める。また、Flp-In T-Rexシステムを導入株において、ZIP8を誘導発現させるMnとZnに対する応答が変化することを見出すことに成功した。本株のZnとMnに対する応答に関して解析を進め、有害金属の生体内動態と作用機序について知見を取得する。
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