定量プロテオミクスを用いた血液脳関門中枢作用型タンパク質輸送機構の解明

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本研究は、定量プロテオミクスを用いて、血液脳関門(BBB)を透過する新たなタンパク質を同定し、その輸送機構の解明および脳への高分子delivery system(DS)の構築への応用を目的としている。本年度は、本研究で同定した新たなBBB透過性タンパク質であるクレアチンキナーゼ(CK)に関して、BBBにおけるCKアイソザイム依存的な輸送活性の違いの解明と、BBBにおけるCK輸送担体の同定に取り組んだ。CKをキャリアとした脳への高分子DSを構築する上では、より輸送活性の高いCKアイソザイムを選択することが重要である。そこで、大腸菌を用いて細胞質型のCKである脳型(CK-BB)及び筋肉型(CK-MM)のリコンビナントタンパク質を合成し、ヒト脳毛細血管内皮細胞株hCMEC/D3(D3細胞)を用いてTranswell上に構築したin vitro BBBの透過性(血液から脳方向)を解析した。その結果、CK-BBおよびCK-MMの双方で、僅かに有意ではないものの4℃に比較して37℃で透過速度が増加する傾向が見られた。また血液方向からD3細胞内への内在化活性を解析したところ、CK-BBおよびCK-MMの双方で、4℃に比較して37℃で有意に内在化速度が増加した。興味深いことに、37℃におけるCK-MMの内在化速度は、CK-BBに比較し10倍以上高いことが明らかになった。本結果から、BBBにはCKの輸送機構が存在し、CK-MMにより親和性の高い機構であることが示唆された。さらに本年度はCK輸送担体の同定を目的に、マウス胎児線維芽細胞株(MEF-1)およびそのLRP-1欠損株(PEA13)を用いて、CK-MMの取込み実験を行った。その結果、PEA13ではMEF-1に比較し有意に内在化活性が低いことが明らかとなり、BBBにおけるCKの輸送の一部にLRP-1が関与する可能性が示唆された。