メタロチオネイン欠失細胞を用いたカドミウム輸送系の分子メカニズムの解析

利用金属硫蛋白缺陷细胞分析镉转运系统的分子机制

基本信息

批准号：
17790106
负责人：
藤代瞳
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Tokushima Bunri University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17790106/
关键词：
カドミウム輸送体 ZIP8 DNAマイクロアレイ siRNA メタロチオネイン Slc family 耐性

项目摘要

Cd毒性の軽減に関与する生体内因子として、メタロチオネイン(MT)の重要性は詳細に検討されてきたが、MT以外のCd毒性を修飾する因子についてはまだ十分に解明されていない。また、Cdの細胞への取り込みに関与する輸送体として、小腸の2価金属輸送体であるDMT1の関与が報告されているが、それ以外のCd輸送機構についてもほとんどわかっていない。MT欠損マウス由来の細胞からCd耐性細胞を樹立し、その性状としてCd輸送が変化していることが明らかにされた。そこで、本研究ではMT欠損Cd耐性細胞とその親株細胞との間における遺伝子発現の差異をDNAアレイ、及びReal time PCRの手法を用いて検討した結果、Cd耐性細胞で発現が抑制されている輸送体遺伝子としてZIP14(Slc39a14)が見出された。ZIP14はZnの取り込みに関与するZIP familyの1つである。そこで全てのZIP遺伝子の発現レベルをReal time PCRで調べたところ、ごく最近Cdの取り込みへの関与が報告されたZIP8についても発現低下が認められた。また2価の鉄輸送体であるDMT1の発現も抑制されていた。また、抗マウスZIP8ウサギ血清を用いたウエスタンブロット分析によりタンパクレベルでもZIP8の発現量はCd耐性細胞において顕著に減少していることが明らかになった。ZIP8は亜鉛の取り込みに関与するZIP familyの1つで、精巣におけるCdの輸送に関与することが報告されているが、他の臓器については明らかになっていない。そこでsiRNAを導入し親株のZIP8をノックダウンするとCd蓄積が明らかに低下した。マウスにおけるZIP8 mRNAの臓器分布を調べた結果、ZIP8は精巣で特に高い発現がみられ、次いでCdの標的臓器である肝臓、腎臓、肺にも高い発現が見られた。よってZIP8がCdの取り込みに関与し、これらのCd標的臓器へのCd蓄積において重要な役割を担っている可能性が示唆された。

金属硫蛋白（MT）作为参与降低镉毒性的体内因子的重要性已得到详细研究，但除 MT 之外改变镉毒性的因素尚未完全阐明。此外，DMT1（小肠中的一种二价金属转运蛋白）已被报道为参与细胞摄取 Cd 的转运蛋白，但对其他 Cd 转运机制知之甚少。镉抗性细胞是从 MT 缺陷小鼠的细胞中建立的，并且发现它们的镉转运发生了改变。因此，在本研究中，我们使用 DNA 阵列和实时 PCR 技术检查了 MT 缺陷的 Cd 抗性细胞及其亲本细胞系之间基因表达的差异，发现 ZIP14 (Slc39a14) 是一种体细胞基因。 ZIP14 是参与锌吸收的 ZIP 家族之一。因此，当我们通过实时PCR检查所有ZIP基因的表达水平时，我们发现最近报道与Cd吸收有关的ZIP8的表达也降低了。二价铁转运蛋白 DMT1 的表达也受到抑制。此外，使用抗小鼠ZIP8兔血清的Western blot分析显示，在Cd抗性细胞中，ZIP8在蛋白水平上的表达水平显着降低。 ZIP8是参与锌摄取的ZIP家族成员，据报道参与睾丸中的镉转运，但其在其他器官中的作用尚不清楚。因此，当我们引入siRNA来敲低亲本菌株中的ZIP8时，Cd积累明显减少。通过检查ZIP8 mRNA在小鼠体内的器官分布，我们发现ZIP8在睾丸中表达特别高，其次是肝脏、肾脏和肺，这些器官都是Cd的靶器官。因此，表明ZIP8可能参与Cd吸收，并在这些Cd靶器官中Cd积累中发挥重要作用。