| 研究課題/領域番号 |
20K07159
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| 研究機関 | 名古屋市立大学 |
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研究代表者 |
湯浅 博昭 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 教授 (20191471)
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| 研究分担者 |
保嶋 智也 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 講師 (50753555)
山城 貴弘 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 助教 (20826614)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | トランスポーター / ポリアミン / スペルミジン / スペルミン / プトレシン / 前立腺 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、ポリアミン類の細胞内取込に働く新規トランスポーターとして見い出されたpolyamine transporter 1 (PAMT1)の分子機能及び生理的役割の解明を目指すものである。
ヒトPAMT1の遺伝子（プラスミドcDNA）を導入して一過性に発現させたCOS-7細胞での検討において、PAMT1のspermidineに対する高い取込輸送活性が見い出された。その輸送は、Na+及びCl-に対する明確な依存性を示さない一方で、中性域を至適とするpH感受性を示した。また、膜電位非依存性であった。速度論的解析では、PAMT1によるspermidine輸送はトランスポーターによる輸送において特徴的な飽和性を示し、そのミカエリス定数は0.454 uMであった。これまでに、分化型THP細胞（マクロファージ様モデル細胞）においてポリアミン輸送系の存在が知られているが、膜電位依存性の特徴を持つことから、膜電位非依存性であるPAMT1とは別種のトランスポーターが働いているものと考えられる。
リアルタイムPCR法によりPAMT1（mRNA）の臓器分布を検討した結果、前立腺での特異的発現がみられた。一方で、脳、肝臓、腎臓、小腸等の主要臓器を含めて、前立腺以外での発現はほとんどみられなかった。これを受け、前立腺モデル細胞（PC-3、LNCaP、DU-145）での検討を行ったが、何れにおいても、PAMT1発現は低く、またPAMT1介在的なspermidine輸送活性もみられなかった。
以上のように、PAMT1の機能解析を進展させることができた。また、前立腺においてPAMT1が特異的に高発現し、生理的役割を有している可能性が示唆された。ただし、前立腺モデル細胞でのPAMT1活性の確認には至らなかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
PAMT1の機能解析（分子レベル）を進展させることができた。また、前立腺においてPAMT1が特異的に高発現し、生理的役割を有している可能性が示唆された。前立腺モデル細胞でのPAMT1活性を確認するには至らなかったが、細胞生理学的要因や機能制御因子が関与する可能性等も考えられるところであり、今後の研究計画に組み込んで対応していく予定である。
全体としては、概ね順調に進展していると判断できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
PAMT1の機能解析（分子レベル）の領域では、当初計画に沿って、ポリアミン類を含む多様な物質群を対象とし、PAMT1によるスペルミジン輸送への影響の評価により、機能調節に働く物質（阻害物質等）を探索する。また、阻害物質を対象とし、PAMT1によるスペルミジン輸送の競合阻害物質（基質候補）を選別する。その基質候補に対するPAMT1の輸送活性の評価により、基質を探索する。さらに、基質、阻害物質（非基質）、活性化物質のそれぞれに関して、構造－活性相関的観点から、PAMT1による認識の要件を探る。
各種細胞株におけるPAMT1発現の評価の領域では、前立腺モデル細胞以外も対象として、広くPAMT1発現細胞の検索を行う。特に、癌細胞でのPAMT1の発現誘導の可能性を考え、各種癌由来細胞株を候補として取り上げる。
モデル細胞系でのPAMT1の機能及び生理的役割の解析の領域では、前立腺でのポリアミン取込がアンドロゲン類により誘導されることに着目し、前立腺モデル細胞でPAMT1の発現及び活性がアンドロゲン類により誘導される可能性等について検討する。前立腺モデル細胞以外の細胞も含めて、PAMT1介在性とみられるスペルミジン輸送活性が見い出された細胞において、輸送様式、速度論的特性、遺伝子ノックダウンの効果（PAMT1発現とスペルミジン輸送の低減）等の観点からPAMT1機能の検証を行う。さらに、PAMT1機能を有するモデル細胞系で、その生理的役割の解析を行う。PAMT1機能の抑制（阻害剤や遺伝子ノックダウンによる）で惹起される細胞増殖抑制に基づいてのポリアミン供給経路としての役割の検証等を行う。
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