表皮ケラチノサイトにおけるグルコーストランスポーター(GLUT)の局在と機能の検討

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08670939
• 研究機関: 旭川医科大学
• 研究代表者: 橋本 喜夫 旭川医科大学, 医学部, 助教授 (70172880)
• 研究分担者: 中村 哲史 旭川医科大学, 医学部, 助手 (20292112) ; 高橋 英俊 旭川医科大学, 医学部, 講師 (00216748)
• キーワード: グルコース / グルコーストランスポーター / GLUT / ケラチノサイト / 促通拡散 / tape-stripping / UVB / GLUT1

研究概要

グルコースは動物細胞にとって最も基本的なエネルギー源であり、これを細胞膜を通過して取り込まなければならない。最近、グルコーストランスポーター(GLUT)のcDNAが相次いで単離され、蛋白質の1次構造が決定された。その結果、グルコーストランスポーターは少なくてもGLUT1〜5の5種類が存在することが明らかになった。しかし、表皮ケラチノサイトにおいてはグルコーストランスポーターはどのタイプが存在しているか不明で、その機能や皮膚疾患との関連も明らかになっていない。またケラチノサイトにおけるグルコースの膜透過性に関しても、その機序は不明である。そこでミニブタ表皮を用いて、ケラチノサイトのグルコースの取り込みを測定し、実験的表皮増殖系における取り込みの違いを検討し、GLUT1-5のモノクローナル、ポリクローナル抗体を用いてGLUTの存在および増殖との関連を検討し、以下の結果を得た。1)豚表皮器官培養系を用いて、豚表皮ケラトノサイトにおけるグルコースの取込みを、^3Hでラベルした非代謝性糖類似物質である2-decoxy-D-glucoseを用いて検討したところ、時間依存性に取込みが亢進したが、はじめの30分間で、ほぼプラトーに達し、培養系にグルコースを添加すると競合して、取込みが減少することがわかった。また取込みは、アクチノマイシンDなどの蛋白合成阻害剤により、有意に抑制され、インスリン添加では影響をきたさなかった。これらの結果から、豚ケラチノサイトにおけるグルコース透過性は、担体(GLUT)により行われる促通拡散であることが推定された。2)GLUT1〜5のモノクローナル、ポリクローナル坑体を用いて、ミニブタ表皮ケラチノサイトでの局在を免疫組織化学的に検討したところ、GLUT1のみ染色性がみられ、基底層の細胞膜に陽性であった。3)tape-stripping処置24時間後の表皮及びUVB照射96時間後の表皮といった実験的表皮増殖系ではその染色性は幾分の増強がみられ、特に基底層とその直上の有棘層に局在がみられた。4)UVB照射96時間、120時間の増殖亢進期に一致してケラチノサイトの2-deoxy-D-glucoseの取り込みの有意な亢進がみられた。5)豚表皮抽出液を用いたwestern-blottingでもGLUT2〜5は豚表皮に存在を確認できなかったが、GLUT1は44KDに存在が確認された。GLUT1は一般にインスリン不応性であり、促通拡散を示す組織に多く存在するといわれ、表皮ケラチノサイトにおいでも生理的にGLUT1が主体に機能していると推定される。

研究成果

• [文献書誌] 橋本喜夫、川岸尚子、他: "選択的PKC阻害剤カルフォスチンCの豚表皮細胞動態に与える影響" Cytometry Research. 6. 9-17 (1996)
• [文献書誌] 橋本喜夫、田村俊哉、他: "豚表皮DNA合成とβアドレナリンアデニル酸シクラーゼ反応性に与える各種漢方生薬、方剤の作用" 日本皮膚科学会誌. 106. 1083-1089 (1996)
• [文献書誌] Ishida-Yamamoto A,Hashimoto Y,et al: "Distinctive expression of filaggrin and trichohyalin during various pathways of epithelial differentiation." British Journal of Dermatology. 137. 9-16 (1997)
• [文献書誌] Takahashi H,Hashimoto Y,et al: "Interferon-γ-dependent induction of manganese superoxide dismutase activity of SV40-transformed human keratinocytes by anti-Fas antibody and by TNF-α" Journal of Dermatological Science. 16. 191-199 (1998)
• [文献書誌] Tamura T,Hashimoto Y,et al: "Functional alteration of guanine nucleotide binding proteins(Gs and Gi)in psoriatic epidermis" Journal of Dermatological Science. 17. 61-68 (1998)
• [文献書誌] Kawagishi N,Hashimoto Y,et al: "Epidermal cell kinetics of pig skin in vivo following UVB irradiation : apoptosis induced by UVB is enhanced in hyperproliferative skin condition." Journal of Dermatological Science. 18. 43-53 (1998)