腸管上皮に発現する新奇カプサイシン受容体の栄養科学的活用

トウガラシの辛み成分であるカプサイシンは、ヒト大腸癌由来の培養上皮細胞であるCaco-2細胞に作用し、そのタイトジャンクションを一時的に開放する作用を持つ。タイトジャンクションは、細胞間隙からの物質の透過吸収を制御しているため、腸管からの栄養吸収の制御剤としてカプサイシンを利用することが可能である。しかし、このカプサイシンによるタイトジャンクション開放のメカニズムは全くわかっていない。そこで、本研究では、Caco-2細胞に発現しているカプサイシン受容体をタイトジャンクション開放の開始点と考え、その構造機能解析とアッセイ系への活用を目的としている。今年度は、昨年度に引き続き、カプサイシン受容体のN末端細胞質領域にターゲットを絞り、その大量発現と精製を行い、核磁気共鳴(NMR)解析や結晶化などの構造解析を進めた。また、このN末端細胞質領域に含まれるアンキリンリピートドメインを固定化した樹脂を作製し、このドメインと相互作用するタンパク質や低分子化合物の単離・同定を検討している。一方、昨年度に引き続き、カプサイシン処理→カルシウムの流入→コフィリンの脱リン酸化→タイトジャンクションの開放という分子機構をより詳細に理解すべく、コフィリンのトランスフェクタントを用いた生理学的解析を行った。その結果、カプサイシン処理によってコフィリンの脱リン酸化が引き起こされ、更にタイトジャンクションタンパク質の分布やFアクチンの構造が変化することでタイトジャンクションが開放されることが明らかとなった。

トウガラシの辛み成分であるカプサイシンは、ヒト大腸癌由来の培養上皮細胞であるCaco-2細胞に作用し、そのタイトジャンクションを一時的に開放する作用を持つ。タイトジャンクションは、細胞間隙からの物質の透過吸収を制御しているため、腸管からの栄養吸収の制御剤としてカプサイシンを利用することが可能である。しかし、このカプサイシンによるタイトジャンクション開放のメカニズムは全くわかっていない。そこで、本研究では、Caco-2細胞に発現しているカプサイシン受容体をタイトジャンクション開放の開始点と考え、その構造機能解析とアッセイ系への活用を目的としている。今年度は、昨年度に引き続き、カプサイシン受容体のN末端細胞質領域にターゲットを絞り、その大量発現と精製を行い、核磁気共鳴(NMR)解析や結晶化などの構造解析を進めた。また、このN末端細胞質領域に含まれるアンキリンリピートドメインを固定化した樹脂を作製し、このドメインと相互作用するタンパク質や低分子化合物の単離・同定を検討している。一方、昨年度に引き続き、カプサイシン処理→カルシウムの流入→コフィリンの脱リン酸化→タイトジャンクションの開放という分子機構をより詳細に理解すべく、コフィリンのトランスフェクタントを用いた生理学的解析を行った。その結果、カプサイシン処理によってコフィリンの脱リン酸化が引き起こされ、更にタイトジャンクションタンパク質の分布やFアクチンの構造が変化することでタイトジャンクションが開放されることが明らかとなった。