次世代型融合オミクスに基づくクモ膜トランスポーターの生理的役割の解明

基于下一代融合组学阐明蛛网膜转运蛋白的生理作用

基本信息

批准号：
19K16438
负责人：
臼井拓也
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

脳脊髄液 (CSF) 中の内因性物質の濃度異常は様々な中枢神経系疾患と関連することから、そのCSF中からの排出機構の解明は重要である。令和1年度 (初年度) はブタの軟髄膜 (クモ膜+軟膜) において、プロテオミクスの手法を用いて、クモ膜トランスポーターの絶対発現量及びそれらの発現局在を推定した (Drug Metab Dispos. 48:135-145, 2020)。次の重要な課題は、ヒトのクモ膜における輸送機構の解明である。そこで、令和2年度はヒト軟髄膜における輸送機構や薬物代謝に関連するタンパク質群の発現プロファイルを明らかにすることを目的とした。69歳、70歳、74歳患者の大脳から軟髄膜を単離し、細胞膜調製を行った。可溶化・トリプシン消化後、LC-MS/MSを用いて網羅的なタンパク質定量解析を行った。結果、ヒト軟髄膜において約2千種類のタンパク質の絶対発現量が推定された。ブタの軟髄膜と比較すると、アニオン性とカチオン性の化合物を各々輸送するOATP1A2およびOCT3がヒト軟髄膜に特異的に検出された。OCT3はモノアミン神経伝達物質 (dopamine, histamine, serotonin等) を輸送するトランスポーターであることから、ヒト軟髄膜のOCT3が脳内モノアミン神経伝達物質の濃度調節に寄与する可能性がある。さらに、薬物代謝酵素では興味深いことに、CES1がヒト血液脳関門より40倍以上多く発現していた。ヒト軟髄膜に発現するCES1によって、中枢におけるエステル型プロドラッグおよびその活性化体の濃度が制御されている可能性が示された。本研究から、ヒト軟髄膜における膜タンパク質の定量的発現プロファイルが初めて明らかになり、ヒト軟髄膜に髙発現するトランスポーター (OATP1A2, OCT3) や薬物代謝酵素 (CES1) の存在が示された。

由于脑脊液（CSF）中内源性物质的异常浓度与多种中枢神经系统疾病有关，因此阐明从CSF中消除的机制很重要。在2021年（第一年），使用蛋白质组学技术（药物代谢物48：135-145，2020）估计了蜘蛛膜转运蛋白的绝对表达水平及其表达定位。下一个重要的问题是阐明人类蜘蛛膜中的运输机制。因此，2020年的目的是阐明人类瘦源中与转运机制和药物代谢相关的蛋白质的表达谱。从69、70和74岁的患者的大脑中分离出瘦素，并进行细胞膜制剂。溶解化和胰蛋白酶消化后，使用LC-MS/MS进行全面的蛋白质定量分析。结果，估计了人类瘦脑脑脑内约2,000种蛋白质的绝对表达水平。与猪瘦烯相比，分别在人类瘦脑中特异性检测到了传输阴离子和阳离子化合物的OATP1A2和OCT3。因为Oct3是一种转运单胺神经递质（多巴胺，组胺，5-羟色胺等）的转运蛋白，因此人瘦脑膜中的OCT3可能有助于调节大脑中单胺神经递质的浓度。此外，有趣的是，在药物代谢酶中，CES1的表达是人类血脑屏障的40倍以上。已经表明，在人类瘦脑膜中表达的CES1可以调节酯型前药的浓度及其在中部地区的活化体。这项研究揭示了第一次在人瘦烯中膜蛋白的定量表达谱图，表明在人类瘦源中存在高度表达的转运蛋白（OATP1A2，OCT3）和药物代谢酶（CES1）。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

定量プロテオミクスによるヒト血液クモ膜関門における薬物輸送担体及び薬物代謝酵素の網羅的発現量解析

利用定量蛋白质组学综合分析人血蛛网膜屏障中药物转运载体和药物代谢酶的表达水平

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
竹内妃奈;臼井拓也;後藤諒平;田野光敏;高尾昌樹;寺崎哲也;内田康雄
通讯作者：
内田康雄

定量プロテオミクスを用いたヒト脈絡叢における膜タンパク質の網羅的発現解析

利用定量蛋白质组学对人脉络丛膜蛋白进行综合表达分析

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
臼井拓也;内田康雄;後藤諒平;三城智人;田野光敏;高尾昌樹;寺崎哲也
通讯作者：
寺崎哲也

定量プロテオミクスによるヒト血液クモ膜関門における薬物輸送担体及び薬物代謝酵素の発現量解析

利用定量蛋白质组学分析人血蛛网膜屏障中药物转运载体和药物代谢酶的表达水平

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
竹内妃奈;内田康雄;後藤諒平;臼井拓也;田野光敏;高尾昌樹;寺崎哲也
通讯作者：
寺崎哲也

OCT2 protein is expressed in CSF side of the porcine blood-arachnoid barrier, while MATE1 is in blood side: Application of qTAP to transporter localization

OCT2蛋白在猪血蛛网膜屏障的CSF侧表达，而MATE1在血液侧：qTAP在转运蛋白定位中的应用

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hina Takeuchi;Yasuo Uchida;Ryohei Goto;Magdalena Luczak;Takuya Usui and Tetsuya Terasaki
通讯作者：
Takuya Usui and Tetsuya Terasaki

Abundant Expression of OCT2, MATE1, OAT1, OAT3, PEPT2, BCRP, MDR1, and xCT Transporters in Blood-Arachnoid Barrier of Pig and Polarized Localizations at CSF- and Blood-Facing Plasma Membranes.

OCT2、MATE1、OAT1、OAT3、PEPT2、BCRP、MDR1 和 xCT 转运蛋白在猪的血蛛网膜屏障中的丰富表达以及脑脊液和面向血液的质膜的极化定位。