腸管の恒常性維持におけるタンパク質架橋酵素の生理的意義

蛋白质交联酶在维持肠道稳态中的生理意义

基本信息

批准号：
16J02938
负责人：
槇光輝
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

私たちの腸管は栄養を吸収するとともに、外来の微生物やウイルスおよび腸内常在細菌に感染するリスクに常にさらされている。ヒトの腸管において、最前線の防御膜となるのが粘膜層であり、ムチンにより構成される。昆虫においては、囲食膜とよばれる構造体が相当する。囲食膜は、腸管内腔を管のように覆っており、糖タンパク質やキチンから構成される。当研究室のショウジョウバエを用いた研究により、架橋酵素であるトランスグルタミナーゼ（TG）が、囲食膜形成に関与することが判明している。TGによる架橋反応が囲食膜形成や生体防御の機能にどのように関与しているのか、またTGの基質タンパク質の機能を明らかにする目的で研究を進めた。囲食膜を構成するタンパク質はペリトロフィンとよばれるファミリーで、蛾や銀バエなどから同定されている。ショウジョウバエのPeritorphin-15b (Pin-15b) について遺伝子をノックダウンしたところ、感染抵抗性が下がることが判明した。また、Pin-15bは、囲食膜構成することが免疫染色により分かり、Pin-15bをノックダウンしたハエにおいては囲食膜の透過性が低下することが明らかとなった。Pin-15bの組換え体を大腸菌により調製し、TGの基質であることを確かめた。また、Pin-15bをノックダウンしたハエは、体長、体重が増加し、脂質やタンパク質が増えていた。代謝に関わるインスリン様ペプチドを調べてみると、ｍRNAレベルで増大していた。本研究結果をまとめると、Pin-15bは、ショウジョウバエの囲食膜構成タンパク質であり、TGによる架橋を受けることが分かった。また、Pin-15bノックダウンハエは、体重増加が認められ、インスリン様ペプチドが過剰に産生されており、代謝との関連性が示唆された。

我们的肠道吸收了营养，并且不断有感染外毒，病毒和肠细菌的风险。在人类肠道中，粘膜层是前线保护膜，由粘蛋白组成。在昆虫中，一种称为环绕膜的结构与之对应。环绕的膜像管一样覆盖肠腔，由糖蛋白和几丁质组成。在我们的实验室中使用果蝇的研究表明，交联酶转谷氨酰胺酶（TG）参与周围膜的形成。我们进行了研究，以阐明TG的交联反应如何参与周围膜的形成以及生物防御的功能以及TG底物蛋白的功能。构成营养蛋白的蛋白质是一种称为嗜性蛋白的家族，已被飞蛾和银蝇鉴定出来。果蝇Peritorphin-15b（Pin-15b）的基因敲低显示感染抗性降低。此外，免疫染色显示PIN-15B构成了环绕膜，并且发现环绕膜的渗透性降低了击落Pin-15b的苍蝇。用大肠杆菌制备PIN-15B的重组，并确认为TG的底物。此外，击倒Pin-15b的苍蝇增加了其体长和体重，增加了脂质和蛋白质。当我们研究与代谢有关的胰岛素样肽时，它们表明它们在mRNA水平上正在增加。这项研究结果的摘要，PIN-15B是一种构成果蝇中渗透膜的蛋白质，并通过TG交联。此外，PIN-15B敲低苍蝇显示体重增加，产生过多的胰岛素样肽，这表明与代谢有联系。