バイオアベイラブルな亜鉛量を判定できる新規亜鉛欠乏診断法の確立

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26660086
• 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, 准教授 (90303875)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 亜鉛欠乏 / 診断法 / 健康増進 / 超高齢社会 / 亜鉛要求性酵素

研究実績の概要

・炭酸脱水酵素IV（CA6）、亜鉛トランスポーターZIP4、ZnT4、ZnT1とZnT10をMBP融合タンパク質・GST融合タンパク質と融合させて精製し、抗原としてマウスに免疫し、モノクローナル抗体の作成を試みた。昨年度の解析と同様に、この際、MBP・GSTに融合させた領域は、立体構造を予測したモデルから表面に露出することが予想される領域とした。各抗原に対して、複数のモノクローナルを抗体するハイブリドーマの樹立に成功した。樹立した抗体は、ウェスタンブロット解析では、培養細胞やラット個体から調整した標的タンパク質を感度良く認識できることを確認した（一部の抗体は、Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol., 310, R459-R468, 2016で使用）。これら抗体を用いてELISA系の構築を試みたが、現在のところ、系の樹立はできていない。

・樹立した抗体の有用性を検討する過程で、血漿中や膜結合型の亜鉛要求性酵素の酵素活性との比較検討を行ったところ、亜鉛欠乏に応じて鋭敏に活性を減少させる酵素を見出した。培養細胞を用いたウェスタンブロット解析との比較から、上記の作出抗体によって検出した亜鉛トランスポーター等の発現変動よりも、本酵素の活性変動の方が鋭敏であることを確認した。さらに、この変動（活性消失）は亜鉛欠乏の指標として使用されるTNAPよりも鋭敏であった。よって、本酵素の活性を用いれば、バイオアベイラブルな亜鉛量を判定できる新規亜鉛欠乏診断法を確立できる可能性が考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Novel mutations in SLC30A2 involved in the pathogenesis of transient neonatal zinc deficiency (2016)
  • 著者名/発表者名: Itsumura N, Kibihara Y, Fukue K, Miyata A, Fukushima K, Tamagawa-Mineoka R, Katoh N, Nishito Y, Ishida R, Narita H, Kodama H, Kambe T
  • 雑誌名: Pediatr Res 巻: 印刷中 ページ: ー
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Activation of zinc-requiring ectoenzymes by ZnT transporters during the secretory process: Biochemical and molecular aspects (2016)
  • 著者名/発表者名: Kambe T, Takeda T, Nishito Y
  • 雑誌名: Arch Biochem Biophys 巻: ー ページ: ー
  • DOI: doi: 10.1016/j.abb.2016.03.035.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ethambutol neutralizes lysosomes and causes lysosomal zinc accumulation (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamada D, Saiki S, Furuya N, Ishikawa K, Imamichi Y, Kambe T, Fujimura T, Ueno T, Koike M, Sumiyoshi K, Hattori N
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 471 ページ: 109-16
  • DOI: doi: 10.1016/j.bbrc.2016.01.171.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Functions of Metallothionein and ZIP and ZnT Transporters: An Overview and Perspective (2016)
  • 著者名/発表者名: Kimura T, Kambe T
  • 雑誌名: Int J Mol Sci. 巻: 17 ページ: E336
  • DOI: doi: 10.3390/ijms17030336.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Properties of Zip4 accumulation during zinc deficiency and its usefulness to evaluate zinc status: a study of the effects of zinc deficiency during lactation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto A, Nakagawa M, Tsujimura N, Miyazaki S, Kizu K, Goto T, Komatsu Y, Matsunaga A, Shirakawa H, Narita H, Kambe T, Komai M.
  • 雑誌名: Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 巻: 310 ページ: R459-68
  • DOI: doi: 10.1152/ajpregu.00439.2015.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 亜鉛トランスポーターZIP4を標的とした亜鉛栄養の改善 (2016)
  • 著者名/発表者名: 橋本彩子、神戸大朋
  • 雑誌名: 亜鉛栄養治療 巻: 印刷中 ページ: ー
• [雑誌論文] Overview of Inherited Zinc Deficiency in Infants and Children (2015)
  • 著者名/発表者名: Kambe T, Fukue K, Ishida R, Miyazaki S
  • 雑誌名: J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo) 巻: 61 ページ: Suppl:S44-6
  • DOI: doi: 10.3177/jnsv.61.S44.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mg, Zn and Cu Transport Proteins: A Brief Overview from Physiological and Molecular Perspectives. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto A, Kambe T.
  • 雑誌名: J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo) 巻: 61 ページ: Suppl:S116-8
  • DOI: doi: 10.3177/jnsv.61.S116.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Soybean extracts increase cell surface ZIP4 abundance and cellular zinc levels: a potential novel strategy to enhance zinc absorption by ZIP4 targeting. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto A, Ohkura K, Takahashi M, Kizu K, Narita H, Enomoto S, Miyamae Y, Masuda S, Nagao M, Irie K, Ohigashi H, Andrews GK, Kambe T.
  • 雑誌名: Biochem J 巻: 472 ページ: 183-93
  • DOI: doi: 10.1042/BJ20150862.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Altered expression of two zinc transporters, SLC30A5 and SLC30A6, underlies a mammary gland disorder of reduced zinc secretion into milk. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kumar L, Michalczyk A, McKay J, Ford D, Kambe T, Hudek L, Varigios G, Taylor PE, Ackland ML.
  • 雑誌名: Genes Nutr. 巻: 10 ページ: 487
  • DOI: doi: 10.1007/s12263-015-0487-x.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Physiological, Biochemical, and Molecular Roles of Zinc Transporters in Zinc Homeostasis and Metabolism. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kambe T, Tsuji T, Hashimoto A, Itsumura N.
  • 雑誌名: Physiol Rev. 巻: 95 ページ: 749-84
  • DOI: doi: 10.1152/physrev.00035.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] なぜ亜鉛は生命に必要なのか？ 亜鉛生物学の潮流と今後の課題について (2015)
  • 著者名/発表者名: 深田俊幸、神戸大朋
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 34 ページ: 310-316
• [学会発表] Zinc Signaling: Conclusion (2016)
  • 著者名/発表者名: Taiho Kambe
  • 学会等名: The 93rd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌）
  • 年月日: 2016-03-22
  • 招待講演
• [学会発表] 亜鉛トランスポーターの機能と 亜鉛バイオロジー (2016)
  • 著者名/発表者名: 神戸大朋
  • 学会等名: 【理科大総合研究院バイオオルガノメタリクス研究部門】 研究交流集会
  • 発表場所: 東京理科大学（東京・東京）
  • 年月日: 2016-03-17
  • 招待講演
• [学会発表] Zinc Signaling and Zinc Homeostasis: Conclusion (2015)
  • 著者名/発表者名: Taiho Kambe
  • 学会等名: BMB2015
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（神戸・兵庫）
  • 年月日: 2015-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] How are zinc-requiring enzymes activated by zinc transporters in the early secretory pathway? (2015)
  • 著者名/発表者名: Taiho Kambe
  • 学会等名: 8th FAOPS Congress in Bangkok
  • 発表場所: バンコク（タイ）
  • 年月日: 2015-11-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] How are zinc-requiring ectoenzymes activated by zinc transporters in the secretory pathway? (2015)
  • 著者名/発表者名: Taiho Kambe
  • 学会等名: The 65th Conference of Japan Society of Coordination Chemistry
  • 発表場所: 奈良女子大学（奈良・奈良）
  • 年月日: 2015-09-21
  • 招待講演
• [学会発表] Activation Mechanism of Zinc-Dependent Ectoenzymes by ZnT Zinc Transporters (2015)
  • 著者名/発表者名: Taiho Kambe
  • 学会等名: Gordon Research Conference, Cell Biology of Metals
  • 発表場所: バーモント州マウントスノー（アメリカ）
  • 年月日: 2015-07-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 亜鉛動態におけるメタロチオネインの役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 神戸大朋
  • 学会等名: 第42回日本毒性学会学術年会
  • 発表場所: ポルテ金沢（金沢・石川）
  • 年月日: 2015-06-30
  • 招待講演
• [学会発表] Zinc transporters and zinc deficiency of infants and children (2015)
  • 著者名/発表者名: Taiho Kambe
  • 学会等名: 12th Asian Congress of Nutrition (12th ACN)
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜・神奈川）
  • 年月日: 2015-05-17
  • 招待講演
• [学会発表] The roles of zinc transporters in zinc absorption and zinc physiology (2015)
  • 著者名/発表者名: Taiho Kambe
  • 学会等名: 12th Asian Congress of Nutrition (12th ACN)
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜・神奈川）
  • 年月日: 2015-05-15
  • 招待講演
• [学会発表] 亜鉛トランスポーター 亜鉛恒常性を制御するしくみ (2015)
  • 著者名/発表者名: 神戸大朋
  • 学会等名: ＜第29回日本医学会総会サテライトシンポジウム＞ 近畿亜鉛栄養治療研究会5周年記念・公開講座
  • 発表場所: 京都センチュリーホテル（京都・京都）
  • 年月日: 2015-04-10
  • 招待講演