魚類の体液浸透圧調節メカニズムの解明:腎臓・膀胱の果たす役割

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魚類が体液浸透圧を生理的範囲内に保つため、体内のイオン・水の双方を調節する泌尿器系機能は重要である。本研究は、淡水魚・海水魚の双方に共通する1価イオンの再吸収を介した体液浸透圧調節メカニズムを解明することを目的とした。本年度は、昨年度にcDNA塩基配列の決定と発現動態解析を行った1価イオン輸送体であるNa^+/H^+交換輸送体3(NHE3)、Na^+,K^+,2C1^-共輸送体2(NKCC2)、Na^+,Cl^-共輸送体(NCC)について、腎臓における局在を免疫組織化学的観察により明らかとした。ウナギの腎臓内部の管は糸球体に近い側から順に、近位細尿管前節・後節、遠位細尿管、および集合管から構成される。NHE3は海水ウナギの近位細尿管後節細胞の管腔側細胞膜に局在していた。このことは海水適応時にNHE3が原尿からNa^+の再吸収を担い、海水適応時に不足する水の再吸収および過剰になる2価イオンの尿中への濃縮・排出に関与することを示唆する。NKCC2およびNCCはそれぞれ遠位細尿管、集合管を構成する細胞の管腔側細胞膜に局在し、免疫反応性は淡水ウナギの方が海水ウナギより強かった。これらの結果は、淡水適応時にNKCC2およびNCCが1価イオンを原尿から再吸収することで、淡水適応時に不足する1価イオンの恒常性維持に貢献することを示唆する。昨年度の発現動態解析と合わせて、NHE3が海水適応に、NKCC2、NCCが淡水適応に重要であることがmRNAから組織レベルで示唆された。一方、膀胱ではこれらの輸送体は発現していないか、低発現であり、別の輸送体が関与することが示唆された。また、腎臓・膀胱における体液浸透圧調節と内分泌系の関係に着目した研究も行った。その結果、腎臓の体液浸透圧調節はプロラクチン-プロラクチン受容体、および成長ホルモン-成長ホルモン受容体2-インスリン様成長因子1による調節を受けていることが示唆された。更に膀胱はNa^+/K^+-ATPaseを駆動力として貯蔵している尿からイオン、水の再吸収を行い、その調節をプロラクチンが担う可能性が示唆された。