CLC-5とKCC4による胃プロトンポンプ共役型塩素イオン分泌機構の分子生理

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18390064
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生理学一般
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 酒井 秀紀 富山大学, 大学院・医学薬学研究部(薬学), 教授 (60242509)
• 研究分担者: 森井 孫俊 鈴鹿医療科学大学, 薬学部, 教授 (60019130) ; 高橋 佑司 富山大学, 大学院・医学薬学研究部(薬学), 助教 (30422629)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: イオン輸送 / 蛋白質 / 胃酸分泌 / プロトンポンプ / 塩化物イオン

研究概要

胃酸(塩酸 : HCl)のプロトン(H^+)を輸送する蛋白質が、胃プロトンポンプ(H^+,K^+-ATPase)であることはよく知られているが、塩化物(塩素)イオン(Cl^-)を輸送する蛋白質については、これまで確定していなかった。本研究で、Cl-輸送蛋白質のKCC4とCLC-5が胃酸分泌機構に関与することを見出した。KCC4は胃酸分泌細胞のアピカル膜で、胃プロトンポンプと共に、空腹時(胃酸分泌休止時)の胃酸分泌に主として関与し、CLC-5は細管小胞膜上で、プロトンポンプと共に、摂食時(胃酸分泌刺激時)の胃酸分泌に関与することがわかり、空腹時と摂食時で異なる胃酸分泌機構が機能していることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Functional association between K^+-Cl^- cotransporter-4 and H^+,K^+-ATPase in the apical canalicular membrane of gastric parietal cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Fujii T, Takahashi Y, Ikari A, Morii M, Tabuchi Y, Tsukada K, Takeguchi N, Sakai H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 284 ページ: 619-629
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of aquaporin-5 in differentiation of human gastric cancer cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Watanabe T, Fujii T, Oya T, Horikawa N, Tabuchi Y, Takahashi Y, Morii M, Takeguchi N, Tsukada K, Sakai H.
  • 雑誌名: J. Physiol. Sci 59 ページ: 113-122
  • 査読あり
• [雑誌論文] determination of the absolute stereochemistry, and evaluations at the nicotinic acetylcholine receptors of a hydroxyindolizidine alkaloid from the ant Myrmicaria melanogaster (2009)
  • 著者名/発表者名: Zhou D, Sakai H, et al. (14名, 8番目) Synthesis
  • 雑誌名: Heterocycles 79 ページ: 565-571
  • 査読あり
• [雑誌論文] K^+-Cl^- cotransporter-3a up-regulates Na^+,K^+-ATPase in lipid rafts of gastric luminal parietal cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Fujii T, Takahashi Y, Itomi Y, Fujita K, Morii M, Tabuchi Y, Asano S, Tsukada K, Takeguchi N, Sakai H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 283 ページ: 6869-6877
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of the H_3O^+-Lys-164-Gln-161-Glu-345 charge transfer pathway in proton transport of gastric H^+, K^+-ATPase (2008)
  • 著者名/発表者名: Morii M, Yamauchi M, Ichikawa T, Fujii T, Takahashi Y, Asano S, Takeguchi N, Sakai H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 283 ページ: 16876-16884
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional consequences of various leucine mutations in the M3/M4 loop of the Na^+,K^+-ATPase α-subunit (2008)
  • 著者名/発表者名: Eguchi H, Morii M, Takahashi Y, Sakai H, Nakano M, Ochiai H, Shirahata A, Hara Y, Kawamura M, Takeda K.
  • 雑誌名: J. Membr. Biol 221 ページ: 133-140
  • 査読あり
• [雑誌論文] Claudin-16 is directly phosphorylated by protein kinase A independently of a vasodilator- stimulated phosphor-protein mediated pathway (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikari A, Sakai H, et.al. (10人, 7番目)
  • 雑誌名: J.Cell.Physiol 214 ページ: 221-229
  • 査読あり
• [雑誌論文] Syntheses of the proposed structures of poison-frog alkaloids 179 and 207E and their inhibitory effects on neuronal nicotinic acetylcholine receptors (2008)
  • 著者名/発表者名: Toyooka N, Sakai H, et al. (14人中6番目)
  • 雑誌名: Synlett 1 ページ: 61-64
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of P-type ATPases by [(dihydroindenyl)oxy]acetic acid (DIOA), a K^+-Cl^- cotransporter inhibitor (2007)
  • 著者名/発表者名: Fujii T, Ohira Y, Itomi Y, Takahashi Y, Asano S, Morii M, Takeguchi N, Sakai H.
  • 雑誌名: Eur. J. Pharmacol 560 ページ: 123-126
  • 査読あり
• [雑誌論文] L-type amino acid transporter-1 expressed in human astrocytomas, U343MGa (2007)
  • 著者名/発表者名: Asano S, Sakai H, et al. (9名, 5番目)
  • 雑誌名: Biol. Pharm. Bull 30 ページ: 415-422
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of poison-frog alkaloids 233A, 235U, and 251AA and their inhibitory effects on neuronal nicotinic acetylcholine receptors (2007)
  • 著者名/発表者名: Toyooka N, Sakai H, et al. (11名, 6番目)
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. Lett 17 ページ: 5872-5875
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flexible synthesis of poison-frog alkaloids of the 5,8 disubstituted indolizidine-class. II : Synthesis of (-)-209B, (-)-231C, (-)-233D, (-) 235B'', (-)-221I, and an epimer of 193E and pharmacological effects at neuronal nicotinic acetylcholine receptors (2007)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi S, Sakai H, et al. (11名, 7番目)
  • 雑誌名: Beilstein J. Org. Chem 3 ページ: 30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Upregulation of thromboxane synthase in human colorectal carcinoma and the cancer cell proliferation by thromboxane A2 (2006)
  • 著者名/発表者名: Sakai H, Suzuki T, Takahashi Y, Ukai M, Tauchi K, Fujii T, Horikawa N, Minamimura T, Tabuchi Y, Morii M, Tsukada K, Takeguchi N.
  • 雑誌名: FEBS Lett 580 ページ: 3368-3374
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overexpression of Hsp70 partially restores the structural stability and functional defects of temperature- sensitive mutant of large T-antigen at nonpermissive temperature (2006)
  • 著者名/発表者名: Tabuchi Y, Sakai H, et al. (8名, 5番目)
  • 雑誌名: Cell Stress Chaperones 11 ページ: 259-267
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic networks responsive to sodium butyrate in colonic epithelial cells (2006)
  • 著者名/発表者名: Tabuchi Y, Sakai H, et al.(6名, 5番目)
  • 雑誌名: FEBS Lett 580 ページ: 3035-3041
  • 査読あり
• [学会発表] 胃プロトンポンプ阻害剤オメプラゾールとSCH28080は結合ポケットを共有する (2009)
  • 著者名/発表者名: 森井孫俊, 酒井秀紀
  • 学会等名: 日本薬学会第129年会
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] 胃壁細胞アピカル膜の酸分泌機構の分子生理 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤井拓人, 酒井秀紀
  • 学会等名: 日本薬学会第129年会
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] 酸分泌休止時と刺激時における胃プロトンポンプの性質 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤田恭輔, 酒井秀紀
  • 学会等名: 日本薬学会第129年会
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 2009-03-26
• [学会発表] Involvement of the H_3O^+- Lys-164-Gln-161-Glu-345 charge transfer pathway in proton transport of gastric H^+,K^+-ATPase (2008)
  • 著者名/発表者名: Morii M, Yamauchi M, Ichikawa T, Fujii T, Takahashi Y, Asano S, Takeguchi N, Sakai H
  • 学会等名: 12th International ATPase Conference Na, K-ATPase and Related Transport ATPases of P-type : Structures, Mechanisms, and Roles in Health and Disease
  • 発表場所: Aarhus, Denmark
  • 年月日: 20080805-10
• [学会発表] 胃プロトンポンプの活性調節における膜マイクロドメインの役割 (2008)
  • 著者名/発表者名: 酒井秀紀
  • 学会等名: 第30回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 北海道札幌市
  • 年月日: 2008-08-07
• [学会発表] CLC-5 Cl^-/H^+交換輸送体と胃プロトンポンプとの機能連関 (2008)
  • 著者名/発表者名: 降矢裕史, 酒井秀紀
  • 学会等名: 第30回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 北海道札幌市
  • 年月日: 2008-08-07
• [学会発表] KCC4が関与する胃酸分泌細胞アピカル膜のK^+リサイクリング機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤井拓人, 酒井秀紀
  • 学会等名: 第30回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 北海道札幌市
  • 年月日: 2008-08-07
• [学会発表] カベオソームとしての胃細管小胞におけるプロトンポンプ活性調節 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高橋佑司, 酒井秀紀
  • 学会等名: 第3回トランスポーター研究会年会
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 2008-06-07
• [学会発表] 胃プロトンポンプ電荷異動路の分子動力学シミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 森井孫俊, 酒井秀紀
  • 学会等名: 日本薬学会第128年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] Distribution and function of gastric proton pump in tubulovesicle and apical surface membrane of gastric parietal cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Sakai H
  • 学会等名: 第85回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京都新宿区
  • 年月日: 2008-03-25
• [学会発表] Functional association of K^+-Cl^- cotransporter 4 with gastric H^+,K^+-ATPase (2008)
  • 著者名/発表者名: Fujii T, Sakai H
  • 学会等名: 第85回日本生理学会大会
  • 発表場所: 東京都新宿区
  • 年月日: 2008-03-25
• [学会発表] Modulation of Gastric Proton Pump Activity by CLC-5 (2008)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Y, Fujii T, Furuya H, Tabuchi Y, Ikari A, Sakamoto H, Naito I, Manabe K, Uchida S, Sasaki S, Asano S, Morii M, Takeguchi N, Sakai H
  • 学会等名: Pan-Pacific International Partnership Conference on Pharmaceutical and Life Sciences (The 4th US-Japan Joint Conference)
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2008-02-22
• [学会発表] 胃H^+,K^+-ATPaseのプロトン輸送路への変異導入 (2007)
  • 著者名/発表者名: 山内理嗣, 酒井秀紀
  • 学会等名: 第29回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2007-11-27
• [学会発表] K^+-C^l-共輸送体KCC4と胃プロトンポンプの機能連関 (2007)
  • 著者名/発表者名: 藤井拓人, 酒井秀紀
  • 学会等名: 第29回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2007-11-27
• [学会発表] 胃酸分泌刺激に伴う細管小胞膜の胃プロトンポンプ活性変化のメカニズム (2007)
  • 著者名/発表者名: 高橋佑司, 酒井秀紀
  • 学会等名: 第54回中部日本生理学会
  • 発表場所: 三重県津市
  • 年月日: 2007-10-20
• [学会発表] 胃酸分泌細胞におけるK-Cl共輸送体の発現と生理機能 (2007)
  • 著者名/発表者名: 藤井拓人, 酒井秀紀
  • 学会等名: 日本薬学会第127年会
  • 発表場所: 富山県富山市
  • 年月日: 2007-03-29
• [学会発表] 胃プロトンポンプにおける電荷移動と水輸送のカップリング (2007)
  • 著者名/発表者名: 森井孫俊, 酒井秀紀
  • 学会等名: 日本薬学会第127年会
  • 発表場所: 富山県富山市
  • 年月日: 2007-03-29
• [学会発表] 胃プロトンポンプ及びナトリウムポンプに対するCLC-5の機能 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高橋佑司, 酒井秀紀
  • 学会等名: 日本薬学会第127年会
  • 発表場所: 富山県富山市
  • 年月日: 2007-03-28
• [学会発表] Function of K-Cl cotransporters in gastric parietal cells (2007)
  • 著者名/発表者名: Sakai H
  • 学会等名: 第84回日本生理学会大会
  • 発表場所: 大阪府大阪市
  • 年月日: 2007-03-20
• [学会発表] 胃プロトンポンプの分子動力学シミュレーション (2006)
  • 著者名/発表者名: 森井孫俊, 酒井秀紀
  • 学会等名: 第28回生体膜と薬物との相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 第28回生体膜と薬物との相互作用シンポジウム
  • 年月日: 2006-11-09
• [学会発表] K-Cl共輸送体によるNa,K-ATPase活性の調節機構 (2006)
  • 著者名/発表者名: 糸見安生, 酒井秀紀
  • 学会等名: 第28回生体膜と薬物との相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 静岡県静岡市
  • 年月日: 2006-11-09
• [学会発表] Lumenal gating mechanism of gastric H^+,K^+-ATPase (2006)
  • 著者名/発表者名: Morii M, Sakai H
  • 学会等名: 20^<th> IUBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology and 11^<th> FAOBMB Congress
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2006-06-19
• [学会発表] Regulation of the gastric H,K-ATPase activity by CLC-5 (2006)
  • 著者名/発表者名: Sakai H
  • 学会等名: Molecular Mechanism and Regulation in Cation Transport ATPases and Related Genetic Diseases
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2006-06-18
• [学会発表] Proton pathway of the gastric H^+,K^+-ATPase (2006)
  • 著者名/発表者名: Morii M, Sakai H
  • 学会等名: Molecular Mechanism and Regulation in Cation Transport ATPases and Related Genetic Diseases
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2006-06-16
• [図書] 「疾病と病態生理」改訂第2版 (2006)
  • 著者名/発表者名: 酒井秀紀(橋本隆男, 佐藤隆司, 豊島聰編)
  • 総ページ数: 38-41
  • 出版者: 南江堂
• [図書] 「疾病と病態生理」改訂第2版
  • 著者名/発表者名: 酒井秀紀(橋本隆男, 佐藤隆司, 豊島聰編)
  • 総ページ数: 45-47
  • 出版者: 南江堂
• [備考]
  • URL: http://www.pha.u-toyama.ac.jp/phaphy1/index-j.html