胃プロトンポンプとCLC-5塩素イオンチャネルの分子会合による新規生理機能の解明

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15390062
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 富山医科薬科大学
• 研究代表者: 酒井 秀紀 富山医科薬科大学, 薬学部, 助教授 (60242509)
• 研究分担者: 竹口 紀晃 富山医科薬科大学, 副学長 (00019126)
• キーワード: 胃酸分泌細胞 / 塩素イオン / 胃プロトンポンプ / イオンチャネル / CLC-5 / 分子会合 / 細管小胞 / 酵素活性

研究概要

本研究では、胃酸分泌細胞のCLC-5塩素イオンチャネルの研究を、生化学的および分子生理学的アプローチにより行い、以下のような興味深い新規知見を得た。
1.ウサギ胃粘膜切片に対して免疫組織二重染色を行い、共焦点レーザー顕微鏡で観察した。その結果、胃酸分泌細胞において、胃プロトンポンプの分布パターンとCLC-5の分布パターンは、重なることがわかった。一方、CLC-5の分布パターンとNa^+,K^+-ArPaseの分布パターンは明らかに異なっていた。したがってCLC-5タンパク質は、分泌膜および細管小胞に発現しているものと考えられた。
2.胃プロトンボンプに富むブタ胃細管小胞に、CLC-5タンパク質が発現していることを見出した。胃細管小胞膜サンプルの分別遠心を行うと、CLC-5の分布のピークは胃プロトンポンプのピークと一致することがわかった。さらに、可溶化した胃細管小胞サンプルを、抗胃プロトンポンプ抗体で免疫沈降した後で、抗CLC-5抗体でウエスタンブロットを行ったところ、CLC-5のシグナルが検出できた。この結果からCLC-5は、胃プロトンポンプと分子会合していることが示唆された。
3.胃プロトンポンプ(αおよびβサブユニット)を安定発現させたHEK293細胞に、ラットCLC-5を強制発現させた。CLC-5の発現により、胃プロトンポンプの発現量はほとんど変化しなかったが、プロトンポンプのATP加水分解活性(酵素活性)は有意に上昇した。
以上の結果から、CLC-5は、胃プロトンポンプと分子会合し、プロトンポンプの酵素活性を修飾しているものと考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Hideki Sakai, Yuta Ohira, Akiko Tanaka, et al.: "Inhibition of small-conductance CI^- channels by the interleukin-1β-stimulated production of superoxide in rabbit gastric parietal cells"Journal of Physiology (London). 551巻1号. 207-217 (2003)
• [文献書誌] Hideki Sakai, Takaoki Uchiumi, Tomoyuki Suzuki. et al.: "Cyclic AMP-dependent CI^- secretion induced by thromboxane A_2 in isolated rat colonic mucosa"Journal of Physiology (London). 555巻. C142 (2004)
• [文献書誌] Hideki Sakai, Takaoki Uciumi, Jung-Bum Lee, et al.: "Leukotrienes-mediated effects of water extracts from Sargassum horneri, a marine brown alga, on CI^- absorption in isolated rat colon"Japanese Journal of Physiology. 54巻1号. 71-77 (2004)
• [文献書誌] Hideki Sakal, Tomoyuki Suzuki, Mizuki Maeda, et al.: "Up-regulation of Na^+,K^+-ATPase α3-isoform and down-regulation of the α1 -isoform in human colorectal cancer"FEBS Letters. (In press). (2004)