気道上皮および気道腺細胞の電解質輸送における細胞内シグナル伝達機構

气道上皮细胞和气道腺细胞电解质转运的细胞内信号机制

• 批准号: 11770305
• 负责人: 伊藤 康
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11770305/
• 关键词: CFTR; Na^+; K^+ポンプ; Cl^-チャネル; チロシンキナーゼ; Na^+輸送; フラボノイド誘導体; テトラサイクリン系抗生物質; βアドレナリン受容体; K^+ pump; Cl^- channel; tyrosine kinase; tetracycline; Na^+ transport; isoflavone; flavonoid

1.気道上皮、および腺細胞におけるNa^+輸送の制御(Cl^-輸送との関連)経上皮的Na^+吸収には2段階の過程が不可欠である。即ち、粘膜側からのNa^+流入と血管側Na^+/K^+ポンプによるNa^+排出である。粘膜側のCFTR(cyclicAMP依存性チャネル)は粘膜側のNa^+チャネルを制御することは報告されてきたが、本年度の研究の成果により、ヒト培養気道腺細胞において、Na^+/K^+ポンプへも影響を与えていることが明らかとなった(CFTRを通る陰イオンの透過性がNa^+/K^+ポンプの活性を律速している)。Na^+/K^+ポンプはCl^-輸送の流入段階(Na^+/K^+/Cl^-共輸送体)も制御していることから、CFTRが気道上皮、腺細胞のイオン輸送全般に対し、調節機能を持つものと考えられる。また、培養肺胞上皮細胞においては、(1)cyclicAMPによるCFTPからのCl^-放出(2)細胞の収縮(細胞形状の変化)(3)チロシンキナーゼの活性化、という3段階の反応経路によって、Na^+透過性チャネル(非選択性陽イオンチャネル)の開口確率の増大、および粘膜上皮へのチャネル蛋白のトラフィッキングを誘導することを証明した。また、CFTRを通る陰イオンの透過度がNa^+吸収を制御することを示した。2.イオントランスポートに影響を与える物質に関する新しい知見1) テトラサイクリン:テトラサイクリン系抗生物質(ミノサイクリン、テトラサイクリン、デメクロサイクリン)は抗菌作用以外に、2価の陽イオン(Mg^<2+>、Ca^<2+>)に対するキレート作用により様々な酵素活性に影響を与えることが示唆されている。培養気道腺細胞に対しては、この抗生物質は粘膜側細胞膜を透過するが、血管側の細胞膜は透過しない。粘膜側細胞膜を透過したテトラサイクリン抗生物質はそのキレート作用によりNa^+/K^+-Mg^<2+>-ATPaseを抑制する。その結果、Na^+輸送は阻害される。2) また、大豆由来のフラボノイド誘導体のうちイソフラボン構造を持つものはCl^-チャネルを活性化し、フラボン構造を持つものはNa^+/K^+/Cl^-共輸送体を活性化することが証明された。3)ヒト肺組織に高親和性結合部位を有する三環系抗うつ剤は、自殺時などの過剰服薬により急性呼吸窮迫症候群を引き起こすことが知られているが、その機序としてβアドレナリン受容体と結合するGTP結合蛋白の選択的障害がもっとも考えられた。

1。在气道上皮和腺细胞中Na^+转运的调节（与Cl^-transport相关）是两步过程对于跨性别的Na^+吸收至关重要。也就是说，Na^+来自粘膜侧的流入和血管侧Na^+/K^+泵的Na^+排泄。据报道，粘膜侧的CFTR（环状AMP依赖性通道）调节粘膜侧的Na^+通道，但今年的研究结果表明，它也会影响人类培养的气道腺细胞中Na^+/K^+泵（通过CFTR限制Na^+/k^+ pump的活性）。由于Na^+/k^+泵还控制Cl^-transport（Na^+/K^+/Cl^-cotransporters）的涌入阶段，因此认为CFTR具有用于气道上皮细胞和腺体细胞的一般离子运输的调节功能。此外，在培养的肺泡上皮细胞中，我们证明了三步反应途径：（1）通过环licagamp从CFTP中释放Cl^ - release，（2）细胞的收缩（细胞形状变化），（3）酪氨酸激酶的激活增加了Na^+可允许的通道（不可传播的传播通道）的开放性，并增加了传播的传播症状（均可传播）和传播的传播症状。还表明，阴离子通过CFTR控制Na^+吸收的渗透性。 2. New findings on substances that affect ion transport 1) Tetracycline: In addition to antibacterial properties, tetracycline antibiotics (minocycline, tetracycline, and demeclocycline) have been suggested that in addition to their antibacterial properties, chelate effects on divalent cations (Mg^<2+>, Ca^<2+>) affect various enzyme activities.对于培养的气道腺细胞，该抗生素渗透到粘膜细胞膜，但不会渗透到血管细胞膜。四环素抗生素已渗透到粘膜细胞膜抑制Na^+/k^+-mg^<2+> - ATPase由于其螯合作用。结果，Na^+运输被抑制。 2）也已经证明，在大豆衍生的类黄酮衍生物中，具有异黄酮结构的类黄酮衍生物激活Cl^ - 通道，而具有黄酮结构的类黄酮衍生物激活Na^+/k^+/Cl^cotransporters。 3）已知在人肺组织中具有高亲和力结合位点的三环类抗抑郁药会导致由于服用过量而引起的急性呼吸窘迫综合征，例如自杀期间，最可能的机制是与β-肾上腺素能受体结合的GTP结合蛋白的选择性疾病。

项目成果

Mizuno,Y.,Ito,Y., et al.: "Imipramine inhibits Cl^- secretion by desensitization of β-adrenergic receptors in Calu-3 human airway cells."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 274(3). 625-630 (2000)

Mizuno, Y.、Ito, Y. 等人：“丙咪嗪通过 Calu-3 人气道细胞中 β-肾上腺素能受体脱敏来抑制 Cl^- 分泌。”Biochem.Biophys.Res.Commun.. 274(3) .625-630 (2000)

Y.Ito,K.Yamaki: "Relaxant action produced by sodium nitroprusside in guinea-pig tracheal muscle"Respir.Physiol.. 117(2-3). 171-179 (1999)

Y.Ito，K.Yamaki：“硝普钠对豚鼠气管肌肉产生的松弛作用”Respir.Physiol.. 117(2-3)。

Niisalo,N.,Ito,Y. et al.: "cAMP stimulates Na^+ transport in rat fetal lung epithelium : involvement of PTK-but not PKA-dependent pathway"Am.J.Physiol.. 277(4pt,1). L727-L736 (1999)

Niisalo，N.，伊藤，Y.

Ito.Y., et al.: "CFTR-mediated anion conductance regulates Na^+-K^+-pump activity in Calu-3 human airway cells"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 274(1). 230-235 (2000)

Ito.Y.等人：“CFTR介导的阴离子电导调节Calu-3人气道细胞中的Na+-K+-泵活性”Biochem.Biophys.Res.Commun..274(1)。

Ito.Y., et al.: "Relaxant action produced by sodium nitroprusside in guinea-pig tracheal muscle"Respir.Physiol.. 117(2-3). 171-179 (1999)

Ito.Y.等人：“硝普钠对豚鼠气管肌肉产生的松弛作用”Respir.Physiol.. 117(2-3)。