合成ペプチドによるタイトジャンクションの制御:新しいドラッグデリバリー法の開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13557013
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 古瀬 幹夫 京都大学, 医学研究科, 助教授 (90281089)
• 研究分担者: 久保 亮治 京都大学, 医学研究科, 助手 (70335256)
• キーワード: クローディアン / タイトジャンクション / 血液脳関門 / ノックアウトマウス / ドラッグデリバリー / 脳腫瘍 / CNS / 血管

研究概要

昨年度のクローディン-1ノックアウトマウスに続き、本年度はクローディン-5ノックアウトマウスの作製に成功した。脳血管のTJの主要構成蛋白質であるクローディン-5は、ドラッグデリバリーという観点から重要であると考えられる血液脳関門(blood-brain barrier ; BBB)に直接関わっていると考えられていた。
クローディン-5ノックアウトマウスは、メンデルの法則にしたがって生まれてきたが、生後10時間以内に徐々に元気がなくなり、すべてが死亡した。しかし、脳血管の発生・形態には異常がなかった。そこで、この脳血管内皮細胞のTJ(すなわちBBBの本態)の透過性を検討するために、マウスの心臓から分子量約600ダルトンのビオチントレーサーを還流し、脳実質への進入を調べた。正常マウスの中枢神経系(CNS)ではトレーサーは常に血管の中にとどまったが、クローディン-5ノックアウトマウスでは、還流後1分でも既にトレーサーは血管の外に漏れ出していた。しかし、きわめて興味深いことに、このBBBの破綻は、分子量1000ダルトン以下の物質だけに対して観察され、高分子量物質に対するBBBは正常であった。すなわち、クローディン-5を欠いたTJは、低分子量物質だけを通す「分子篩」のような働きをしていることが明らかになった。
このような分子量依存性のBBBの破壊は、当然、出血や浮腫を引き起こさない。したがって、もし、人間でも脳血管のクローディン-5の機能を人為的に一時的に抑えることができれば、全く新しいCNSへのドラッグデリバリー法の開発につながるかもしれない。脳腫瘍も含めた種々のCNS疾患に有効とされる化学物質の9割以上がBBBを越えられないために実用化できないでいる現状を考えるとこの方向の研究の発展が期待される。

研究成果

• [文献書誌] Sasaki, H.: "Dynamic behavior of paired claudin strands within apposing plasma membranes"Proc.Natl.Acad.Sci. USA. (印刷中).
• [文献書誌] Kubo, A.: "Non-membranous granular organelle consisting of PCM-1 : subcellular distribution and cell-cycle-dependent assembly/disassembly"J.Cell.Sci.. (印刷中).
• [文献書誌] Ikenouchi, J.: "Regulation of tight junctions during epithelium-mesenchymal transition : Direct repression of the gene expression of claudins/occludin by Snail"J.Cell.Sci.. (印刷中).
• [文献書誌] Kikuchi, S.: "Radixin deficiency causes conjugated hyperbilirubinemia with loss of Mrp2 from bile canalicular membranes"Nature Genetics. 31. 320-325 (2002)
• [文献書誌] Hamazaki, Y.: "Multi-PDZ domain containing Protein 1 (MUPP1) is concentrated at tight junctions through its possible interaction with claudin"J.Biol.Chem. 277. 455-461 (2002)
• [文献書誌] Furuse, M.: "Claudin-based tight junctions are crucial for the mammalian epidermal barrier : A lesson from claudin-1-deficient mice"J.Cell.Biol.. 156. 1099-1111 (2002)