胃カルパインの粘膜特異的発現を応用した粘液分泌機構解析と食品の粘膜保護機能検索

カルパインは細胞質をはじめ、内膜系の内外も含め、細胞内の様々なところに存在し、活性はCa^<2+>に制御されるシステインプロテアーゼである。基質に直接作用し、その活性・構造を変換・制御するため、モジュレータプロテアーゼと呼ばれる。ヒトでは15種類の遺伝子から数十種類のタンパク質が発現しており、スーパーファミリーを形成している。その中で、nCL-2/-2'は胃に発現が限定されるのみならず、興味深い構造をもつ選択的スプライス産物となって、同時に発現している。我々はnCL-2の胃での局在を解析した結果、nCL-2/-2'が胃の表層粘液細胞に限定的に局在する事、ゴルジから小胞体への逆輸送に関与するβ-COPと相互作用してこれを基質とし、ゴルジに存在する事を見出し、粘液分泌に重要な機能を果たすことが強く示唆された。そこで活性中心を点変異させることで不活性型nCL-2/2'を野生型の代わりに発現するノックインマウスを作出した結果、野生型に比べてストレス性胃出血傾向の著しいことが明らかとなった。さらに上記のノックインマウスと、発現細胞をジフテリアトキシンで特異的に殺傷する系を用いて、胃の保護機構を分子レベルで解析し、その機能を補助、強化する食品成分を検索することを目指した。そのために、マウスnCL-2遺伝子クローンを再びクローニングし、nCL-2の胃表層粘液細胞特異的発現のメカニズムなどを知るためにプロモータ領域の解析を試みた。

カルパインは細胞質をはじめ、内膜系の内外も含め、細胞内の様々なところに存在し、活性はCa^<2+>に制御されるシステインプロテアーゼである。基質に直接作用し、その活性・構造を変換・制御するため、モジュレータプロテアーゼと呼ばれる。ヒトでは15種類の遺伝子から数十種類のタンパク質が発現しており、スーパーファミリーを形成している。その中で、nCL-2/-2'は胃に発現が限定されるのみならず、興味深い構造をもつ選択的スプライス産物となって、同時に発現している。我々はnCL-2の胃での局在を解析した結果、nCL-2/-2'が胃の表層粘液細胞に限定的に局在する事、ゴルジから小胞体への逆輸送に関与するβ-COPと相互作用してこれを基質とし、ゴルジに存在する事を見出し、粘液分泌に重要な機能を果たすことが強く示唆された。そこで活性中心を点変異させることで不活性型nCL-2/2'を野生型の代わりに発現するノックインマウスを作出した結果、野生型に比べてストレス性胃出血傾向の著しいことが明らかとなった。さらに上記のノックインマウスと、発現細胞をジフテリアトキシンで特異的に殺傷する系を用いて、胃の保護機構を分子レベルで解析し、その機能を補助、強化する食品成分を検索することを目指した。そのために、マウスnCL-2遺伝子クローンを再びクローニングし、nCL-2の胃表層粘液細胞特異的発現のメカニズムなどを知るためにプロモータ領域の解析を試みた。