亜鉛欠乏症診断マーカーの同定とそれを用いた検査法の確立

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14760217
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 神戸 大朋 京都大学, 生命科学研究科, 助手 (90303875)
• キーワード: 亜鉛 / 欠乏症 / 診断マーカー / トランスポーター / 膵臓ラ島β細胞 / インスリン顆粒

研究概要

潜在的な亜鉛欠乏患者の診断に有効な高感度マーカー因子の同定を目的に、亜鉛結合領域として機能するヒスチジンに富む配列を持つ遺伝子配列をESTデータベースから複数個見出した。その中からマウスの食餌中への亜鉛添加により発現量の変化する遺伝子断片を同定し、この遺伝子の全長を取得した。その結果、この遺伝子は新規の亜鉛トランスポータータンパク質(ZnT-5と命名)をコードすることが判明した。ZnT-5遺伝子が目的とする亜鉛応答性のマーカー因子となる可能性について検討した結果、亜鉛含量に応じて発現量が変化する傾向は観察されたが、その変化は緩やかであり、マーカーに使用できるほどの感度も持ち合わせていなかった。故、この遺伝子は、亜鉛欠乏診断マーカーとしては適当なものではないと判断した。次に、今回同定したZnT-5は、これまでに見出されていた亜鉛トランスポーターに高い相同性を含む領域(C末側半分)とこれまでに見出されていない新規の構造を有する領域(N末側半分)からなるという特徴的な構造を有する。ZnT-5の発現組織を解析した結果、ユビキタスな発現パターンを認めたが、特に分泌組織に高い発現を示すことが判明した。さらに免疫染色により詳細に解析し、ZnT-5が膵臓ランゲルハンス島β細胞内のインスリシ分泌顆粒膜上に局在するタンパク質であることを明らかにした。インスリンは亜鉛と結合した形態で分泌顆粒内に貯蔵されるため、ZnT-5がインスリンに亜鉛を供給するというインスリン顆粒形成に重要な役割を担う可能性が考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Kambe T, Narita H, Yamaguchi-Iwai Y, Hirose J, Amano T, Sugiura N, Sasaki R, Mori K, Iwanaga T, Nagao M: "Cloning and characterization of a novel mammalian zinc transporter, ZnT-5, abundantly expressed in pancreatic β cells"The journal of Biological Chemistry. 277・21. 19049-19055 (2002)
• [文献書誌] 神戸大朋, 永尾雅哉, 佐々木隆造: "金属トランスポーター"必須アミノ酸研究. 第165号. 1-8 (2002)
• [文献書誌] Kambe T, Yamaguchi-Iwai Y, Sasaki R, Nagao M: "Overview of mammalian zinc transporters"Cellular and Molecular Life Sciences. 61・1. 49-68 (2004)