網膜グリア細胞の形質制御による糖尿病網膜症の予防と治療法の基礎研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14657448
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 澤田 典均 札幌医科大学, 医学部, 教授 (30154149)
• Keywords: 血液脳関門 / 血液網膜関門 / タイト結合 / MAPK / PKA

Research Abstract

血液網膜関門(BRB)や血液脳関門(BBB)の本体は、血管内皮細胞のタイト結合である。そこでこれらの細胞のタイト結合に発現しているclaudin-1とclaudin-5に着目して、テトラサイクリン依存性転写因子(tet-on system)を導入した血管内皮細胞株(RLE)を用いて、claudin-1とclaudin-5の発現調節によるタイト結合機能制御機構を検討した。
1.野生型またはMAPキナーゼ(MAPK)の標的部位と想定されるThr203をAlaに置換したclaudin-1遺伝子を導入し、それらの発現を随時誘導できるRLE細胞株を樹立した。この血管内皮細胞にclaudin-1の発現を誘導すると、野生型、変異型claudinの両者とも、機能的なタイト結合を再構成した。さらにThr203をAlaに置換したclaudin-1を発現誘導しMAPK阻害剤を作用させた実験から、MAPKがclaudin-1タンパクを標的分子としてタイト結合のバリア機能を増強すること、claudin-1配列内のThr^<203>がTriton-X100非可溶性claudin-1の量やタイト結合のバリア機能に関与していることが明らかになった。
2.野生型またはPKAの標的部位と想定されるThr207をAlaに置換したclaudin-5遺伝子を導入し、それらの発現を随時誘導できるRLE細胞株を樹立した。この細胞株にこれらのclaudin-5を発現させて解析したところ、野生型、変異型claudinの両者とも内皮細胞のタイト結合を再構成すること、claudin-5のThr207がPKAによるリン酸化部位であること、そのリン酸化が内皮細胞のバリア機能の制御に重要な役割を果たすことが明らかになった。

Research Products

• [Publications] Sawada N et al.: "Tight junctions and human diseases."Med Electron Microsc.. 36. 147-156 (2003)
• [Publications] Kojima T et al.: "Regulation of the blood-biliary barrier : interaction between gap and tight junctions in hepatocytes."Med Electron Microsc.. 36. 157-164 (2003)
• [Publications] 澤田典均 他: ""すきま"の細胞生物学 細胞間接着装置タイト結合とヒト疾患"札幌医学雑誌. 72. 1-7 (2003)
• [Publications] Chiba H et al.: "Hepatocyte nuclear factor (HNF)-4α triggers formation of functional tight junctions and establishment of polarized epithelial morpgology in F9 embryonal carcinoma cells."Exp Cell Res.. 286. 288-297 (2003)
• [Publications] Ishizaki M et al.: "Cyclic AMP induces phosphorylation of claudin-5-immunoprecipitates and expression of claudin-5 gene in blood-brain-barrier endothelial cells via protein kinase A-dependent and -independent pathways."Exp Cell Res.. 290. 275-288 (2003)
• [Publications] Kojima T et al.: "Role of the p38 MAP-kinase signaling pathway for cx32 and claudin-1 in the rat liver."Cell Communication and Adhesion.. 10. 1-7 (2003)
• [Publications] Tobioka H et al.: "Occludin expression decreases with the progression of human endome trialcarcinoma."Human Pathol.. 35. 159-164 (2004)
• [Publications] Tokunaga Y et al.: "Expression of occludin in human rectal carcinoid tumours as a possible marker for glandular differentiation."Histopathology.. 44. 247-250 (2004)
• [Publications] 小島隆 他: "ギャップ結合とタイト結合-形態学的関係から機能的関係へ-"顕微鏡学会誌. 印刷中.
• [Publications] Kojima T et al.: "Inhibition of MAP-kinase activity moderates changes in expression and function of Cx32 but not claudin-1 during DNA synthesis in primary cultures of rat hepatocytes."Med Electron Microsc.. in press.
• [Publications] Fujibe M et al.: "Thr203 of claudin-1, a putative phosphorylation site for MAP kinase, is required to promote the barrier function of tight junctions."Exp Cell Res.. in press.