制御性分泌における液胞型プロトン・ポンプの役割と分子機構

液泡质子泵在控制分泌中的作用和分子机制

基本信息

批准号：
17048013
负责人：
和田戈虹
金额：
$ 4.03万
依托单位：
Doshisha Women's College of Liberal Arts
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞外刺激存在下に神経伝達物、ホルモン、酵素等の活性物質を貯留小胞や分泌性リソソームから開口放出する制御性分泌は、高等生物が持つ高次生命機能の発現に密接的に関与する。制御性分泌の機能異常が多くの疾患を引き起こすことが最近明らかになってきた。本研究は、貯留小胞や分泌リソソーム内部の酸性pHが制御性分泌における役割およびその分子機構に着目し、酸性pHの形成が制御性分泌における役割および分子機構を明らかにすることを目的とする。研究代表者が貯留小胞や分泌性リソソームに局在する液胞型プロトン・ポンプV-ATPaseが同じイソフォーム構成を持つことを明らかにした。貯留小胞や分泌性リソソームに特異的に局在するa3サブユニット・イソフォームに着目し、a3サブユニット欠損変異マウス(oc/oc)を用い、(1)インスリン分泌β細胞の貯留小胞の形態;(2)糖負荷におけるインスリン分泌;(3)欠損マウス由来の膵島を用いたin vitro分泌について詳細に解析を行い、a3サブユニット・イソフォームを持つV-ATPaseが貯留小胞の分泌に必須であることを証明した。さらに、V-ATPaseサブユニット・イソフォームa3とpH感受性型緑色蛍光タンパク質(GFP)との融合タンパクのノックイン・マウスの作出に成功した。オルガネラ膜輸送および酸性pHをGFPのみならず、個体レベルで酸性コンパートメントを可視化し、プロトンの動態を追跡する系を構築した。

受调节的分泌释放出活性物质，例如神经递质，激素，酶和其他物质在存在外细胞外刺激的情况下，从储液囊泡和分泌溶酶体中释放出来，与较高生物体所具有的高阶生物学功能的表达密切相关。最近已经揭示了调节分泌功能障碍会导致许多疾病。这项研究的重点是酸性pH在储液囊泡和分泌溶酶体中的作用在调节分泌及其分子机制中的作用，并旨在阐明酸性pH形成在调节分泌中的作用和分子机制。研究人员透露，将液泡型质子泵V-ATPase定位于储层囊泡和分泌溶酶体，具有相同的同工型组成。为了关注特定定位于储层囊泡和分泌溶酶体的A3亚基同工型，我们对（1）（1）胰岛素分泌β细胞的形态进行了详细分析，（2）糖载荷下的胰岛素分泌；（3）使用缺乏小鼠的胰岛进行体外分泌，并证明具有A3亚基同工型的V-ATPase对于储层囊泡的分泌至关重要。此外，成功产生的敲入小鼠是V-ATPase亚基同工型A3和pH敏感的绿色荧光蛋白（GFP）之间的蛋白融合。我们构建了一个系统，该系统不仅在GFP处，而且在单个水平上可视化细胞器膜的运输和酸性pH，并跟踪质子的动力学。