胃におけるカルパインの生理機能の解析

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カルパインは特定の基質を限定分解し、その機能を制御・修飾することで様々な細胞機能に関与するカルシウム依存性システインプロテアーゼで組織普遍的あるいは特異的に発現する分子種が哺乳類で14種類同定されている。カルパインの活性不全が筋ジストロフィー症、アルツハイマー病、糖尿病など種々の病態に関与することから、その生理機能は非常に重要であると考えられている。本研究では、胃特異的に発現する二種類のカルパイン(nCL-2及びnCL-2')に着目し、nCL-2及びnCL-2'遺伝子変異マウスの解析を中心に研究を行った。nCL-2とnCL-2'は同一遺伝子(Capn8)にコードされているsplicing variantである。Capn8 exon3上にコードされている活性中心CysがSerに変異するようtargeting vectorを構築し、Capn8(CS)ノックインマウス(KIマウス)を作製した。ホモマウスは出生後、野生型と同様生育し、生殖可能であった。通常の飼育条件における、野生型及びホモマウスの胃を免疫染色により、組織学的比較解析を行ったところ、両者に顕著な差異(nCL-2が局在する胃粘膜上皮層の表層粘液細胞の層肥大など)は観察されなかった。さらに野生型及びKIマウスの胃から抽出した全RNAを用いて、DNAマイクロアレイ解析を行ったところ、胃酸分泌ホルモンであるガストリンや細胞外マトリクス分解酵素であるマトリクスメタロプロテアーゼ-10,-13など、数十の遺伝子の発現量の顕著な増減が観察された。これは、nCL-2が、胃において様々な遺伝子転写制御に関与することを示唆するものであり、現在、詳細な解析を行っているところである。次に、様々なストレス条件下での飼育による影響について検討を行った。野生型、KIマウスについて一定時間水浸拘束したところ、野生型マウスに比べてKIマウスの胃が出血を起こしやすい、すなわちストレス感受性が高いことを明らかにした。発症機構について、さらに解析を進めている。