2024 Fiscal Year Annual Research Report
新規Na/K測定法・操作法の開発によるエンドソーム機能制御メカニズムの解明
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22K15362
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
柏木 彩花 北海道大学, 医学研究院, 助教 (60880002)
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2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | Naイオン / Kイオン / エンドソーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Na+とK+は生体内における主要な陽イオンであり、形質膜を隔てたNa+とK+の濃度勾配は二次性能動輸送や神経活動などに重要な役割を果たしている。一方、オルガネラレベルでのNa+とK+の機能に関する知見は乏しい。オルガネラの一つエンドソームは、細胞外物質を取り込む小胞構造であり、その小胞内には細胞外液が含まれることとなる。エンドソームの機能に関与するイオンとしては主にH+が注目されてきたが、近年、エンドソームには種々のイオンチャネルやポンプが局在すること、さらにNa+とK+のエンドソーム機能に対する直接的な関与が明らかになりつつある。本研究ではエンドソームのNa/K動態が細胞外物質の取り込み、エンドソームの輸送・融合・分裂や成熟にいつ・どのように寄与するのかを解明する。
これまでに、培地中のNaClを種々のカチオン（NMG-Cl, Choline-Cl, RbCl）で置換した条件下で細胞に上皮成長因子（epidermal growth factor, EGF）を添加し、エンドサイトーシスを惹起すると、エンドソームが速やかに微小管形成中心に輸送され、蛍光標識EGFが後期エンドソームマーカーと速やかに共局在することを確認している。一方で、酸性オルガネラを標識する蛍光色素ではNa+置換によるエンドソームやリソソームのpH低下は認めなかった。これらの結果から、Na+置換培地におかれた細胞ではpH低下に依らず、後期エンドソームへの輸送速度が上昇していると予想される。さらに、NaClをNMG-Clに置換した培養条件において、エンドサイトーシス依存的に細胞に侵入するウイルスの感染が抑えられるという予備的な結果を得ている。本研究で得られた結果はエンドソーム内部のNa+濃度、あるいはそれに伴いエンドソームから流出入するイオンがエンドソームの成熟および輸送の過程を制御することを示唆している。
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