哺乳動物における必須微量元素セレンの運搬・代謝機構の解明

阐明哺乳动物必需微量元素硒的转运和代谢机制

• 批准号: 11J00072
• 负责人: 今井 岳志
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J00072/
• 关键词: セレン; グルタチオン; 亜セレン酸; セレノール; セレニド; セレンタンパク質

本年度は、前年度に報告したグルタチオン(GSH)依存的な細胞外へのセレン排出がどのような経路で行われているかを、マウス肝細胞由来の培養細胞株であるHepa1-6細胞を用いて解析した。GSH抱合体の多くはATP依存的にGSXポンプよって細胞外へ排出される。そのため、グルタチオン依存的なセレンの排出も同様の経路で行われていることが考えられた。そこで、GSXポンプの基質として知られる蛍光分子GS-bimaneを細胞内で生成させ、亜セレン酸添加によってその排出量がどのように変化するかを解析した。その結果、亜セレン酸添加によって有意に細胞外へのGS-bimane排出量が減少し、セレンが同様のトランスポーターにより排出されているために競合が起きたことが示唆された。これにより、亜セレン酸由来のセレンの排出がGSXポンプを介して行われている可能性が考えられた。一方で、前年度に報告したセレノシステイン特異的な化学反応を更に詳しく調べ、改良を重ねることで、セレノール(R-SeH)およびセレニド(Se^<2->)の選択的かつ実用的な検出法開発に至った。セレンタンパク質を含むセレノールやセレニドは、生体内でも特に重要な形態のセレンであるものの、実用的な検出法がなくその開発が望まれていた。本手法を用いることでこれまでに報告例のない、細胞内のセレノールおよびセレニドの亜セレン酸依存的な増加を捉えることに成功した。また、グルタチオンレダクターゼ依存的なNADPHによる亜セレン酸還元反応により、セレニドが生成することを本手法により実証した。本手法は今後、セレンの運搬・代謝機構の解明に大きく貢献することが予想される。

今年，我们将使用 Hepa1-6 细胞（一种源自小鼠肝细胞的培养细胞系）来研究谷胱甘肽 (GSH) 依赖性硒排泄的发生途径，如前一年所报道的。大多数 GSH 结合物通过 GSX 泵以 ATP 依赖性方式从细胞中排出。因此，人们认为谷胱甘肽依赖性硒的排泄是通过类似的途径发生的。因此，我们在细胞中产生了荧光分子GS-bimane，它被称为GSX泵的底物，并分析了其排泄量如何随着亚硒酸盐的添加而变化。结果，添加亚硒酸盐显着减少了排出到细胞外的 GS-bimane 量，这表明由于硒是通过类似的转运蛋白排出的，因此发生了竞争。这表明源自亚硒酸盐的硒可能通过 GSX 泵排出。另一方面，通过对前一年报道的硒代半胱氨酸特异性化学反应的进一步研究和改进，我们实现了硒醇（R-SeH）和硒化物（Se^<2->）的选择性和实用化检测规律。发达。尽管含有硒蛋白的硒醇和硒化物是活生物体中硒的特别重要的形式，但尚无实用的检测方法，并且期望开发此类方法。使用这种方法，我们成功地检测到细胞内硒醇和硒化物的亚硒酸盐依赖性增加，这是以前从未报道过的。此外，使用这种方法，我们证明了硒化物是通过谷胱甘肽还原酶依赖性 NADPH 诱导的亚硒酸盐还原反应产生的。该方法有望在未来极大地有助于阐明硒的运输和代谢机制。

项目成果

Efflux of selenium from hepatocyte via reaction with glutathione

硒通过与谷胱甘肽反应从肝细胞流出

• 发表时间: 2012
• 作者: 今井岳志;三原久明;栗原達夫;江崎信芳
• 通讯作者: 江崎信芳

The role of glutathione in intracellular selenite metabolism

谷胱甘肽在细胞内亚硒酸代谢中的作用

• 发表时间: 2012
• 作者: 今井岳志;三原久明;栗原達夫;江崎信芳
• 通讯作者: 江崎信芳