唾液腺の発生と再生における亜鉛トランスポーターの役割解明

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25462874
• 研究機関: 昭和大学
• 研究代表者: 山本 剛 昭和大学, 歯学部, 兼任講師 (80384189)
• 研究分担者: 福島 美和子 昭和大学, 歯学部, 助教 (90548273) ; 深田 俊幸 昭和大学, 歯学部, 助教 (70373363) ; 杉谷 博士 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (20050114) ; 田中 準一 昭和大学, 歯学部, 助教 (40710166) ; 美島 健二 昭和大学, 歯学部, 教授 (50275343) ; 安原 理佳 昭和大学, 歯学部, 助教 (20453649) ; 河野 葉子 昭和大学, 歯学部, 准教授 (40195681) ; 入江 太朗 昭和大学, 歯学部, 講師 (00317570)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 唾液腺 / 再生 / 亜鉛 / 発生 / トランスポーター

研究実績の概要

我々は亜鉛輸送体の中でも特に発生期において唾液腺に発現を示すZiP6およびZiP10に着目し本研究を開始した。これまで8週齢の雄性ZiP6-KOマウスの顎下腺では形態学的な変化は認められず、ピロカルピンの腹腔内投与によるムスカリン性アセチルコリン受容体刺激後の唾液分泌に著変は見られなかった。亜鉛キレート剤存在下でβ受容体を刺激したときのタンパク質分泌の変化をアミラーゼ分泌量により解析したところ、著変は見られなかった。ZiP10については、理化学研究所からZiP10-floxマウスを搬入し、唾液腺特異的なプロモーター下でCreリコンビナーゼを発現する遺伝子改変マウスとの交配を進めている。
平成27年度はZiP6-KOマウスの顎下腺におけるムスカリン性受容体刺激下の細胞内カルシウム濃度の変化を共焦点レーザー顕微鏡により解析する予定である。また、ZiP10の遺伝子発現欠失が唾液腺の形態形成、タンパク質分泌、水分泌に与える影響を検討する予定である。さらに、ZiP6および10がストレス負荷試験、加齢に示す相関を遺伝子の発現量、タンパク質量、タンパク質局在の変化により解析する予定である。ストレス負荷モデルには、昨年度予定した放射線照射以外に唾液腺導管結紮モデルを加え、導管障害性の唾液機能低下における亜鉛輸送体の発現とタンパク質の局在について解析する。以上の結果からZiPファミリーが唾液腺疾患に果たす役割を検討する。

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

平成25年度及び本年度の解析結果では、ZiP6欠損マウスの唾液腺においては野生型マウスと比較して成獣マウスの形態学的な著変が認められないこと、またピロカルピンの腹腔内投与によるムスカリン性アセチルコリン受容体刺激後の唾液分泌量に変化が無いことが明らかとなってきた。また、唾液腺（顎下腺）の急性単離細胞を亜鉛キレート剤下でイソプロテレノールによるβアドレナリン受容体刺激を行った後、培養上清中に分泌されるアミラーゼ活性を測定した結果、著変は認められなかった。これらの結果から、少なくともZiP6は正常のマウス唾液腺の発達や唾液分泌に不可欠なものとはいえないことが明らかとなった。
さらに、ZiP10の唾液腺の形態形成および機能に関する解析を進める目的でZiP10-floxマウスを搬入(理化学研究所・深田俊幸の作出)し、唾液腺特異的なプロモーター(CK5など)下でCreリコンビナーゼを発現する遺伝子改変マウスとの交配を進め、仔マウスのGenotypingを進めている。

今後の研究の推進方策

平成27年度はZiP6および10がストレス負荷試験および加齢に示す相関を解析する予定である。ストレス負荷モデルには、昨年度予定した放射線照射以外に唾液腺導管結紮モデルを加え、導管障害性の唾液機能低下におけるZiP6およびZiP10遺伝子の発現量の変化を検討する。また、ZiP6-KOマウスの顎下腺におけるムスカリン性受容体刺激下の細胞内カルシウム濃度の変化を共焦点レーザー顕微鏡により解析する予定である。さらに、ZiP10-floxマウス作製後は昨年度に予定したとおり、唾液腺特異的なプロモーター(CK5など)下でCreリコンビナーゼを発現する遺伝子改変マウスとの交配によりコンディショナルノックアウトマウス(ZiP10-Creマウス)を作製中であり、ZiP10-Creマウスにおける胎生期および新生～成体時の3大唾液腺の形態変化を解析する。また、同唾液腺における組織内遺伝子発現量の変化をRNA sequence解析により網羅的に検索する。

次年度使用額が生じた理由

マウスの維持および新規導管結紮モデル実験の導入の必要があるため

次年度使用額の使用計画

消耗品として物品費に計上する

研究成果

• [雑誌論文] Comparing Gene Expression during Cadmium Uptake and Distribution: Untreated vs Oral Cd-Treated Wild-Type and ZIP14 Knockout Mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Jorge-Nebert, LF., M. Galvez-Peralta, JL. Figueroa, M. Somarathna, S. Hojyo, T. Fukada, and DW. Nebert.
  • 雑誌名: Toxicological Sciences 巻: 204 ページ: 26-35
  • DOI: 10.1093/toxsci/kfu204
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Zinc transporter SLC39A10/ZIP10 controls humoral immunity by modulating B cell receptor signal strength. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hojyo, S., T. Miyai, H. Fujishiro, M. Kawamura, T. Yasuda, A. Hijikata, BH. Bin, T. Irie, J. Tanaka, T. Atsumi, M. Murakami, M. Nakayama, O. Ohara, S. Himeno, H. Yoshida, H. Koseki, T. Ikawa, K. Mishima, and T. Fukada.
  • 雑誌名: PNAS 巻: 111 ページ: 11786-11791
  • DOI: 0.1073/pnas.1323557111
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Molecular pathogenic basis of Spondylocheirodysplastic Ehlers-Danlos syndrome caused by mutant ZIP13 proteins. (2014)
  • 著者名/発表者名: Bin BH., S. Hojyo, T. Hosaka, J. Bhin, H. Kano, T. Miyai, M. Ikeda, T. Kimura-Someya Mikako Shirouzu, EG Cho, K. Fukue, T. Kambe, W. Ohashi, KH Kim, J. Seo, DH. Choi, YJ Nam, D. Hwang, A. Fukunaka, Y. Fujitani, S. Yokoyama, A. Superti-Furga, S. Ikegawa, TR Lee, and T. Fukada.
  • 雑誌名: EMBO Molecular Medicine 巻: 9 ページ: 1028-1042
  • DOI: 10.15252/emmm.201303809
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Zinc transporter SLC39A10/ZIP10 facilitates antiapoptotic signaling during early B-cell development. (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyai, T., S. Hojyo, T. Ikawa, M. Kawamura, T. Irie, H. Ogura, A. Hijikata, BH. Bin, T. Yasuda, H. Kitamura, M. Nakayama, O. Ohara, H.o Yoshida, H. Koseki, K. Mishima, and T. Fukada.
  • 雑誌名: PNAS 巻: 111 ページ: 11780-11785
  • DOI: 10.1073/pnas.1323549111
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] B-cell receptor signal strength and zinc signaling: unraveling the role of zinc transporter ZIP10 in humoral immunity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hojyo, S., T. Miyai, and Fukada T.
  • 雑誌名: Receptors & Clinical Investigation 巻: 2 ページ: 1-4
  • DOI: 10.14800/rci.387
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 亜鉛シグナル：B細胞の恒常性を司る新しい制御機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 深田俊幸、宮井智浩、北條慎太郎、美島健二
  • 学会等名: 心血管膜輸送研究会 2014
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-05
• [学会発表] 亜鉛シグナル：生体恒常性を統御する新しい情報伝達機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 深田俊幸
  • 学会等名: 第87回日本内分泌学会学術総会教育講演
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-04-24 – 2014-04-26
  • 招待講演
• [学会発表] 亜鉛による情報伝達：健康と病気への関与 (2014)
  • 著者名/発表者名: 深田俊幸
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会・総会シンポジウム
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-04-24 – 2014-04-26
• [図書] Signals in Cellular Functions and Disorders (2014)
  • 著者名/発表者名: Fukada, T, Hojyo, S., and Bin, B.H.
  • 総ページ数: 345
  • 出版者: Springer
• [備考] 唾液腺再生医療プロジェクト
  • URL: http://www10.showa-u.ac.jp/~oralpath/project.html