蛋白質核酸酵素:薬物トランスポーターの局在とベクトル輸送

上皮組織ベク トル輸送の分子基盤と機能制御
特集
薬物トランスポーターの局在とベクトル輸送
伊藤晃成 ・鈴木洋史 ・堀江利治 ・杉山雄一
薬物輸送体 の多 くは極 性細胞 の頭頂(apical)側,基 底膜(basolateral)側の一方 に局在 し,基 質
の方向性輸送(ベ ク トル輸送)に関与する.薬 物輸送体 は本来,生 体 に必要な物 質の 吸収,毒 性
物質の排泄解 毒な どに関与 し,そ の機能 を最 大限発揮 するべ く配置 され ている.肝 細胞 は医薬
品の解毒排 泄を担 う最 も主要な臓器 を形 成する極性 細胞であ り,薬 物体 内動態を考慮 する うえ
で重要 であると とも に,い くつかの輸送体 の局在化障害 が遺伝病 と して表 在化す ることでも知
られ る.本 稿 では,と くに肝臓 における薬物輸送 体の局在化機構 に関 して,一 般 的な局 在化機
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構との比較を行ないなが ら紹 介する.
Key words 極 性細胞
ソー テ ィング
内在 化
一次 性能動輸 送担体
は じめ に
様,基
質 特 異 性,臓
薬 物 が 標 的 部 位 に 達 し,薬 効 を発 揮 し体 外 へ 排 泄 され
発,と
くに 薬 物 動 態 にか か わ る研 究 者 の お もな 興 味 対 象
る まで に は,さ
ま ざ ま な細 胞 を透 過 す る必 要 が あ る.た
器 に お け る発 現 量 情 報 が,医 薬 品 開
で あ っ た.一 方 で,こ れ ら薬 物 輸 送 体 のsingle nucleotide
と え ば 経 口投 与 後 の 抗 精 神 薬 の 生 体 内 運 命 を 考 え て み
polymorphism(SNP)情
る.小 腸 上 皮 細 胞 を経 由 して 門 脈 へ と吸 収 され た薬 物 の
一部 は
,門 脈 か ら肝 実 質 細 胞 に取 り込 ま れ,胆 汁 排 泄 に
性,発
よ り消 化 管 に 排 泄 され る.こ の 消 失 を免 れ た 薬 物 は,循
送 体 は,生 体 機 能 維 持 に必 要 な 内 因 性 物 質 輸 送 に も関 与
報 も蓄 積 し つ つ あ り,基 質 特 異
現 量 の 個 人 差 に加 え,輸 送 体 に よ っ て は膜 移 行 効
率 の 個 人 差 も示 唆 され て きて い る.ま
た,い
くつ か の 輸
環 血 を介 して 全 身 に 廻 る.腎 臓 は肝 臓 と な ら び主 要 な薬
し,そ の 遺 伝 性 機 能 障 害 は 疾 患 に 繋 が る こ と も しば し ば
物 消 失 臓 器 で あ り,薬 物 分 子 の 一 部 は,腎 上 皮 細 胞 を経
で あ る.そ の 要 因 と して 輸 送 体 分 子 中 の1ア
由 し て尿 細 管 管 腔 に 分 泌 さ れ る.薬 効 部 位 で あ る脳 実 質
に よ る膜 へ の 移 行,あ
細 胞 に到 達 す る に は,さ
もの も報 告 さ れ て い る.
らに 強 固 な 関 門 を 透 過 す る 必 要
が あ る.脳 の 血 管 内 皮 細 胞 は 小 腸,肝
臓,腎
臓 に比 べ 細
ミノ酸 変 異
る い は局 在 が 障 割 され る タ イ プの
本 稿 で は,医 学 ・薬 学 の 両 観 点 か ら注 目 を集 め つ つ あ
胞 間 の結 合 が タイ トな い わ ゆ る 関 門(血 液 脳 関 門)を 形 成
る こ れ ら輸 送 体 に 関 して,と
し,異 物 薬 物 の侵 入 を 防 い で い る.ま
構 に 関 す る こ れ まで の 知 見 を ま とめ て み た い.
い が,胎
た 本 稿 で は触 れ な
くに そ の 膜 移 行,局 在 化 機
盤 や 精 巣 に は,循 環 血 か らの 薬 物 の 侵 入 を制 限
す る た め に,や は り血 管 内 皮 細 胞 が 血 液 胎 盤 関 門,血 液
I.薬 物輸送体の臓器特異的な極性分布の意義
精 巣 関 門 を形 成 して い る.こ の よ う に,薬 物 の 吸 収 ・分
布 ・排 泄 過 程 で極 性 細 胞 を 介 した 透 過 性 が 問 題 と な り,
複 数 の トラ ンス ポ ー ター が 協 奏 的 に作 用 して 化 合 物 の
そ れ は 輸 送 体 の種 類,発 現 量 は もち ろ ん,血 管 側 と管 腔
体 内 動 態 に影 響 を与 え る 例 と して は,腸 肝 循 環 が あ げ ら
側 の どち らの 膜 に 発 現 して い る か に よ っ て左 右 され る.
れ る.生 体 内 因性 物 質 と し て胆 汁 酸 を,薬 物 と して プ ラ
こ れ ら薬 物 輸 送 体 群 は,1990年
代 後 半 に な って遺 伝
子 ク ロ ー ニ ン グが ほ ぼ 終 了 し,薬 物 代 謝 酵 素 な ど と 同
Kousei
Hiroshi
Ito,
Polarized
122
Toshiharu
Suzuki,
蛋 白質
Horie,千
Yuichi
expression
核酸 酵素
葉 大 学 大 学 院 薬 学 研 究 院
Sugiyama,東
of drug
Vol.48
transporters
No.2(2003)
バ ス タチ ン を例 と して,そ の 腸 肝 循 環 を 図1に 示 す.胆
汁 酸 は,肝 臓 で 合 成 さ れ胆 汁 中 に 排 泄 さ れ るが,腸
E-mail:[email protected]
京 大 学 大 学 院 薬 学 系 研 究 科
and
its physiological
significance
管で
また 高 脂 血 症 治 療 薬 で あ る プ
ラ バ ス タ チ ン は,肝
細 胞の コ レ
ステ ロール合成律速酵 素で ある
HMG-CoA還
元 酵 素 を標 的 と
す る 薬 剤 で あ る が,こ
の薬物 に
対 し て も腸 肝 循 環 が 観 察 さ れ
る.本
薬 物 は 経 口 投 与 後,ヒ
ト
肝 臓 で はOATP2(organic
ion transporting
an-
polypeptide
2)
に よ り取 り 込 ま れ,MRP2に
よ
り排 出 を 受 け る こ と に よ り,効
図1
胆汁 酸 と プラバ ス タチ ンの効 率 的な腸 肝循 環
胆 汁酸 はNTCP,BSEP,ISBTに
率 よ い 腸 肝 循 環 を 受 け る(図
よ って 効 率 的な 腸 肝 循 環 を受 ける.経 口投 与 さ れ た プ ラバ ス
タ チ ン はOATP2,MRP2に
よ って 効 率 的 な 腸 肝 循 環 を受 け,標 的 臓 器 で あ る 肝 臓 以 外 の 臓 器
へ の移 行 は抑 え ら れ,薬 効 が 最 大 限 に発 揮 さ れ る.MRP3は
消 化 管 上 皮 細 胞 血 管 側,モ ノカ ル
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ボ ン 酸 輸 送 体(MCT1),OATPフ
1).プ
ラバ ス タチ ンは 水 溶 性 が
高 く,ト
ァ ミ リー は 管 腔側 に 発 現 が み られ る も の の,腸 肝 循 環 へ の 寄
ラ ンス ポ ー ター に よ り
肝 選 択 的 に 取 り込 ま れ る こ と も
与 は不 明 で あ る.
あ り,副
再 吸 収 さ れ 再 び 肝 臓 に 戻 る.1日
が,1回
循 環 す る こ と に,わ
れ る に す ぎ な い,非
に6∼10回
ず か1∼2%が
糞 中 に 失 わ
常 に 効 率 の よ い 循 環 で あ る.タ
コ ー ル 酸 な ど の 一 価 胆 汁 酸 に 対 し て は,少
示 す4つ
循 環 す る
の 輸 送 体 が 腸 肝 循 環 に 寄 与 す る.そ
管 管 腔 側(apical)に
発 現 す るNa+依
み 輸 送 体ISBT(ileal
porter)と
bile
発 現 し,Na+依
す るNTCP(Na+-dependent
tein),肝
taurocholate
transport
pro-
水 分 解
salt export
pro-
お 一 次 性 能 動 輸 送 担 体MRP3(mul-
resistance-associated
に 発 現 し,胆
細胞 の血管
発 現 しATP加
に よ っ て 胆 汁 中 に 排 泄 す るBSEP(bile
tidrug
trans-
これ ら有 機 化 合 物 の 取 り込 み,お
器 分 布,細
protein 3)は 消 化 管 血 管 側
汁 酸 を 基 質 に す る こ と が 示 さ れ て い る が,
胆 汁 酸 の 腸 肝 循 環 へ の 寄 与 率 は 明 ら か と さ れ て い な い.
胞 内 局 在 パ タ ー ン に よ っ て,基 質 とな る薬 の
体 内 動 態 特 性 が 左 右 され る.逆
され や す い,あ
え られ る.
II.各臓器における薬物輸送体の細胞内局在分類
薬 物 輸 送 体 の 分 布 を 各 臓 器 ご と に ま と め た の が 表1で
あ る.簡
便 の た め 以 降 は す べ て の 臓 器 でapicalとbaso-
lateralと
い う 表 記 に 統 一 す る.す
腎 臓 尿 細 管 上 皮 細 胞,血
叢 上 皮 細 胞 で は,血
:ilea)Na+-dependent
bile
MDR
:multidrug
resistance
protein
MRP
:multidrug
resistance-associated
NTCP
: Na+-dependent
protein
taurocholate
anion
transporter
OATP:organic
anion
transporting
OCT
cation
:organic
な わ ち 小 腸 上 皮 細 胞,
液 脳 脊 髄 液 関 門 を形 成 す る脈 絡
液 側 がbasolateral,管
は 脳 脊 髄 液 側 がapicalで
あ る.血
脳 毛 細 血 管 内 皮 細 胞 で は 血 液(luminal)側
がbasolateralに
transoporter
salt
腔 側 あ る い
液 脳 関 門 を形 成 す る
がapical,脳
相 当 す る(表1参
類,リ
局 在 す る.先
た 胆 汁 酸 の 再 吸 収 に 関 与 す るISBTもapicalに
transporter
る.一
方 で,異
照).
ン 酸 な ど生 体 に 必 要
な 成 分 の 取 り 込 み 輸 送 体 がapicalに
:bile
ISBT
:organic
export
る い は さ れ に くい 化 合 物 設 計 を す る こ と
小 腸 上 皮 で は ペ プ チ ド,糖
号
BSEP
OAT
salt
に,こ れ ら輸 送体 に認 識
に よ り,臓 器 特 異 的 な薬 の デ リバ リー も理 論 上 可 能 と考
(antiluminal)側
略
よび 排 泄 輸 送 体 の 臓
存 性 の 取 り込 み に 関 与
細 胞 の 胆 管 側(apical)に
tein)が 関 与 す る.な
salt
で の 薬 効 が 最 大 限持 続 す る.
発 現 し門脈 血 側 へ の排
出 に 関 与 す る 未 同 定 の ト ラ ン ス ポ ー タ ー,肝
側(basolaeral)に
れ らは 消 化
存 性 の 胆 汁 酸 取 り込
Na+-dependent
血 管 側(basolateral)に
ウロ
な く と も図 に
布 が 抑 え られ,肝
作用臓 器へ の薬物の分
述 し
局在 す
物 排 出 蛋 白 質 で あ る 多 くの 一 次 性 能 動 輸
protein
transpOrt
protein
送 担 体 もapical側
に 発 現 し,外
管 腔 側 に 押 し戻 す 役 目 を 担 い,吸
polypeptide
界 か ら の 異 物 ・薬 物 を
収 低 下 の 原 因 と な る.
薬 物 吸 収 性 を改 善 す る試 み の ひ とつ と して こ れ らの 取 り
込 み,排
泄 輸 送 体 へ の 親 和 性 を考 慮 した 薬 剤 形 態 が 考 慮
蛋白質 核酸
酵素
Vol.48
No.2(2003)
123
各 臓器 に おけ る薬物 輸送 体局 在
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表1
ALM:abluminal
basolateral
LM:luminal
termined,
membrane,
AP:apical,
membrane,
BL:basolateral,
membrane,
MDR:multidrug
NTCP:Na+-dependent
OCT:organic
124
酵素
Vol.48
resistance
membrane,
BCRP:breast
membrane,
ISBT:ileal
protein, MRP:multidrug
transporter,
cation transporter,
No.2(2003)
border
CM:canalicular
taurocholate
porting polypeptide,
蛋白質 核酸
BBM:brush
OAT:organic
PEPT:peptide
cancer
resistance
Na+-dependent
resistance-associated
anion
transporter,
transporter,
SM:sinusoidal
protein, BLM:
bile salt transporter,
protein, ND:not
OATP:organic
membrane.
de-
anion trans-
さ れ つ つ あ る.
腎 臓 で はbasolateralに
取 り 込 み 輸 送 体 が,apicalに
排 泄 輸 送 体 が 配 備 さ れ,多
solateral)→ 尿 管 腔(apical)と
じ て い る.一
方,生
い う方 向 に沿 っ た 分 泌 が 生
体 に 必 要 な ペ プ チ ドや 糖 類,カ
チ ン な ど に 対 し て は,再
III.肝 臓の 形 態 ・極性 とベ ク トル輸 送再 現系
く の 薬 物 に 対 し て は,血 液(ba-
ルニ
吸 収 の た め の 取 り込 み 輸 送 体 が
局 在 し て い る.
て い る.こ
在 の 確 認 で きて い な い 薬 物 輸 送 体
が 多 い な か,MDR1(multidrug
resistance
protein
1)に
臓,脈
絡 叢 な ど の 上 皮 細 胞,あ
るい は
れ ら 上 皮 細 胞 あ る い は 内 皮 細 胞 は,in
培 養 条 件 下 でin
血 液 脳 関 門 で は,局
vivo同
様 の モ ノ レ イ ヤ ー を 形 成 し,プ
レ ー ト と の 接 着 面 がbasolateral(厳
接 着 面 はbasal,細
vitro
密 に は プ レ ー ト との
胞 ど う し の 接 着 側 面 はlateralと
よば
関 し て は ノ ッ ク ア ウ トマ ウ ス を 用 い た 解 析 な ど か ら,lu-
れ る が,膜
蛋 白 質 の ソ ー テ ィ ン グ を 考 え る う え で はba-
minal側
solateralと
統 一 し て 議 論 す る),培
り,高
に 発 現 して 基 質 を 血 液 側 に くみ 出 す こ と に よ
脂 溶 性 の 基 質 薬 物 の 脳 移 行 性 を制 限 して い る こ と
が 示 さ れ て い る.同
様 に,血
脈 絡 叢 上 皮 細 胞 で は,脳
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肝 臓 は 小 腸,腎
血 液 脳 関 門 を 形 成 す る 血 管 内 皮 細 胞 と形 態 学 的 に 異 な っ
送 体 が,血
現 し,脳
に,血
液 脳 脊 髄 液 関 門 を形 成 す る
脊 髄 液 側(apical)に
管 側(basolateral)に
取 り込 み 輸
排 泄 輸 送 体MRP1が
発
脊 髄 液 か ら血 液 へ の 薬 物 排 出 を 促 進 す る と と も
液 か ら脳 脊 髄 液 へ の 薬 物 移 行 性 を 制 限 し て い る.
肝 臓 は 腎 臓 同 様 に,薬 物 に 対 し て は,血 液(basolateral)
→ 胆 汁(apical)へ
さ れ て い る.薬
anion
の 流 れ を生 じ る よ う輸 送 体 の 配 置 が な
OATP(organic
リ ー や,胆
anion
OCT(organic
cation
transporting
汁 酸 取 り 込 み 輸 送 体NTCPの
lateralに 局 在 す る.取
transporter),
polypeptide)フ
ァ ミ
す べ て がbaso-
り 込 ま れ た 薬 物,胆
ラ ンス ウ ェ ル と称 され る 容 器
で 培 養 す る こ と に よ り,経
細 胞 輸 送 を 容 易 に測 定 す る こ
と が 可 能 と な り,ヒ
ト結 腸 由 来 極 性 細 胞Caco-2,MDR
1発 現 腎 上 皮 細 胞LLC-PK1な
ど を用 い た 医 薬 品 の 上 皮
細 胞 透 過 性 の 評 価 が 可 能 と な っ て い る.し
同 様 に 薬 物 の 胆 汁 排 泄 評 価 をin
る 場 合,以
汁 酸 を含 む
か し な が ら,
vitroで 評 価 し よ う と す
下 に示 す 形 態 的 な 問 題 か ら輸 送 透 過 実 験 は 困
難 で あ る.す
な わ ち,in
vitroで 初 代 培 養 肝 細 胞 あ る い
は 肝 癌 由 来 の 細 胞 を 培 養 す る と 図2bに
物 取 り 込 み 輸 送 体 と し てOAT(organic
transporter),
地 に 面 す る 上 面 がapi-
calに 相 当 す る(図2a).ト
示 す よ う に,隣
り合 っ た 細 胞 間 に 微 小 胆 管 と よ ば れ る 閉 じ たapicalス
ペ ー ス が 形 成 さ れ る.イ
MDCK細
ヌ 遠 位 尿 細 管 上 皮 細 胞 由来
胞 の よ う な 極 性 配 置 を 示 さ な い た め,ト
ラ ン
ス ウ ェ ル を 用 い た 透 過 性 の 評 価 は 不 可 能 で あ る.こ
の間
内 因 性 化 合 物 の 多 く は,apical
に局 在 す る 一 次 性 能 動 輸 送 担 体
の基 質 と な っ て 一 方 向 的 に濃 縮
的 に胆 汁 排 泄 を受 け る.こ
の一
方 向 的 な物 質 の 流 れ が 駆 動 力 と
な り,胆 汁 流 が 生 成 され る.生
理 的 条 件 下 で は,MRP2や
BSEPな
ど の 排 出 輸 送 体 はapi-
calに 発 現 し,基 質 の 胆 汁 排 泄
に 関 与 す る が,胆 管 閉 塞 や 炎 症
性 の ス トレス 下 で は,そ れ ら輸
送 体 と基 質特 異 性 の類 似 す る サ
ブ フ ァ ミ リ ー で あ るMRP1や
MRP3がbasolateralに
一時的 に
図2
発 現 す る.こ れ は,胆 汁 中 に 排
泄 され な く な っ た 基 質 を血 液 側
に排 出す る こ と に よ り,肝 細 胞
を防 御 す る た め と考 え られ る.
極 性 細 胞 の 形 態 と膜 蛋 白 質 の ソ ー テ ィ ン グ 経 路
小 胞 体 で合 成 され た 膜 蛋 白質 は ゴ ル ジ体 へ 移 行 し,そ こでapicalとbasolateralへ
移行する小
胞 に 振 り分 け られ る(直 接 経 路).肝 細 胞 で は すべ て の 膜 蛋 白 質 は い った んbasolateralへ
移行
し,そ の 後basolateralに
留 ま る もの とapicalへ 移 行 す る 経 路(間 接 経 路)の み が 存 在 す る と 考
え られ て き た が,apical側
の一 次 性 能 動輸 送 担 体BSEPやMDR1で
は 直 接 経 路 でapical側
に
移 行 す る こ と が示 さ れ て い る(本 文 参照).
蛋 白質
核酸
酵素
Vol.48
No.2(2003)
125
題 を克 服 す る試 み と して,最 近 筆 者 ら は肝 臓 の 取 り込 み
お よ び排 泄 輸 送 体 を 同 時 に 遺 伝 子 導 入 したMDCK細
胞
を作 製 し,胆 汁 排 泄 評 価 系 と し て の 有 用 性 を示 す こ と に
成 功 して い る(図3)1).こ
の 細 胞 で は,basolateral(血
側)に ヒ トOATP2を,apical(胆
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IV,培 養 細 胞 と トラ ンス ポー ター の 極性 分 布
管
管 側)に ヒ トMRP2を
発 現 し,極 性 輸 送 を再 現 す る こ とが で き る.ち
用 い る な どの 展 開が 期 待 さ れ る.
薬 物 輸 送 体 に 限 ら ず,極
なみ に
OATP2,MRP2と
も肝 臓 で 高 発 現 し,そ れ ぞ れ 肝 細 胞
の 血 管 側,胆
管 側 に発 現 し,幅 広 く有 機 ア ニ オ ン類 を 基
性 細 胞 のin
vitroモ デ ル と し
て 最 も よ く用 い ら れ て い る 細 胞 は,イ ヌ 遠 位 尿 細 管 上 皮 細
胞 由 来MDCK細
胞 と,ブ
細 胞 で あ る.と
タ 近 位 尿 細 管 由 来LLC-PK1
も に 腎 臓 由 来 で あ る が,発
現 させ る膜 蛋
質 とす る こ とか ら,ア ニ オ ン性 医 薬 品 の 胆 汁 排 泄 評 価 を
白 質 に よ っ て は 両 細 胞 で ま っ た く逆 の 結 果 が 得 ら れ る こ
行 な う際 の最 も考 慮 され るべ き輸 送 体 ペ ア とい え る.同
と も あ る.ラ
様 に,ラ
胞 の 管 腔 側 に 局 在 す る 有 機 ア ニ オ ン トラ ンス ポ ー タ ー で
ッ トOatp4(ヒ
トOATP2に
対 応)と ラ ッ トMrp
ッ トOat-K1は,腎
臓 の 近位尿細 管 上皮細
2の 共 発 現 系 も報 告 され て お り2),こ れ ら の 系 で は,図
あ る が,LLC-PK1細
3に 示 す よ うに,各 遺 伝 子 単 発 現 で は検 出 で き な い 血 液
在 す る3).一 方,MDCK細
か ら胆 汁 へ の 基 質 の経 細 胞 輸 送 が 評 価 可 能 で あ る.プ
ラ ッ ト腎 臓 で の 局 在 と 一 致 す る4).ウ
ェス タンブ ロ ッ ト
の 結 果,LLC-PK1細
列 か ら予 想 され る
ラ
バ ス タチ ンな ど胆 汁 排 泄 性 薬 物 の ス ク リー ニ ン グ な どに
約70kDに
胞 に 導 入 す る とbasolateral側
胞 で はapical側
胞 で はcDNA配
バ ン ドが 見 ら れ る 一 方,
kD,ラ
に 局 在 しin vivo
MDCK細
胞 で は50
ッ ト腎 臓 の 管 腔 側 膜 分 画 で も そ れ に 近 い40
付 近 の 位 置 に バ ン ドが 確 認 さ れ る4).こ
明 す る1つ
の局在 に
の 修 飾 過 程 がLLC-PK1
細 胞 で は ラ ッ ト腎 臓 あ る い はMDCK細
胞 とは異 な って
い る こ と な ど が 考 え ら れ る も の の,証
様 の 例 は,一
kD
れ らの 結 果 を説
の 仮 説 と し て,Oat-K1のapicalへ
は 翻 訳 後 修 飾 が 必 要 で あ り,そ
い.同
に局
明 に は至 っ て い な
連 の 神 経 伝 達 物 質 に 対 す る輸 送 体 で
も報 告 さ れ て い る5).
LLCーPKI細
胞 とMDCK細
胞 に 関 し て は,
膜 へ の 移 行 に 必 要 な 因 子 の1つ
の μ1Bサ
で あ る ア ダ プ ター 複 合 体
ブ ユ ニ ッ ト発 現 の 有 無 も 注 目 に 値 す る.μ1B
はMDCK細
胞 に は 発 現 が 見 ら れ る が,
で は 発 現 し て い な い.こ
の た めMDCK細
lateral局 在 性 を 示 す が,
ス ソ ー ト さ れ る6):一
子 導 入 す る と,こ
LLC-PK1細
方,LLC-PK1細
共 発 現 さ せ た極 性 細 胞
肝 細胞 へ の 取 り込 み に 関 与 す るOATP2お
るMRP2は,イ
よ び胆 汁 排 泄 に 関 与 す
ヌ遠 位尿 細 管 上 皮 細 胞 由 来 のMDCK細
子 導 入 す る こ と に よ り,そ れ ぞ れbasolateralお
胞に遺伝
よ びapical側
容 体 の 正 し い 局 在 に は μ1Bが
さ れ る.μ1Bが
胞
vivo同
様baso-
胞 で はapicalに
胞 に μ1Bを
ミ
遺 伝
れ ら の 受 容 体 は 正 し くbasolateralに
局 在 で き る よ う に な る こ と か ら,少
よ びMRP2を
LLC-PK1細
胞 で は, LDL
受 容 体 や ト ラ ン ス フ ェ リ ン 受 容 体 が,Bn
図3
ヒ トOATP2お
を介 した経細 胞輸 送
basolateral
な く と も こ れ らの 受
不 可 欠 で あ る こ とが 示 唆
上 記輸 送体 の ソー テ ィ ングの相 違 に関
与 す る か 否 か は 未 解 明 で あ る が,in
vitroで 局 在 を 再 現
す る 場 合 は 考 慮 す る べ き か も し れ な い.こ
の よ うに膜 蛋
と に よ り,in vivoに お け る 血 液 か ら胆 汁 へ の 肝 細 胞 を介 した 経
白 質 の 局 在 をBn
い る ホ ス ト細
細 胞 輸 送 を 予 測 す る こ と が 可 能 と な る も の と考 え られ る.下
胞 の 由 来 臓 器,さ
に 発現 さ れ る(上 図),こ の 細 胞 を介 した 経 細 胞 輸送 を 測 定 す る こ
図
に は,こ の 細胞 系 を介 した プラ バ ス タチ ンの 経 細 胞 輸送 実験 の 結
果 を示 す.●:basolateral→apical,○:apical→basolateral
126
蛋 白質
核酸 酵素
Vol.48
No.2(2003)
ら に は 同 じ臓 器 由 来 で あ っ て も そ の 選
択 に は 慎 重 な 選 択 が 必 要 で あ る.し
は,ソ
(文献1よ り改 変 して 引 用)
vitroで 解 析 す る 際 は,用
か し な が らそ の 選 択
ー テ ィ ン グ に関 与 す る蛋 白 質 因 子 群 の 全 容 が 明 ら
か に な っ て い な い 現 在,経 験 的 な要 因 に よ っ て 決 め られ
存 在 す る.NTCPのapical移
て い る場 合 が ほ とん ど で あ る.で
鎖 修 飾 阻 害 剤 で あ る ツ ニ カ マ イ シ ン処 理 す る こ と に よ
は,以 下 に 肝 臓 を例 と
行 型 変 異 体 をN結
して,薬 物 トラ ンス ポ ー ター の 極 性 分 布 に 関 す る知 見 を
り,apical/basolateralに
紹 介 した い.
鎖 修 飾 が 内 因 性 のapical局
合 型糖
等 し く 分 布 し た こ と か ら,糖
在 シ グナ ルで あ る とい う仮
説 が 考 え ら れ る.
V.basolateralソ
一 方,ISBTは
ー テ ィング
小 腸 でapicalに
化 シ グ ナ ル は,や
い る.す
1.胆 汁酸 取 り込 み輸送 体 の ソーテ ィング機構
NTCPは
肝 臓 のbasolateral側
cal側 に 局 在 す る7回
に,ISBTは
も にNa+依
な わ ち ラ ッ トISBTのC末
ッ トNTCPの56ア
小 腸 のapi度
移 行 す る が,そ
の局 在
端 に 存 在 す る と考 え られ て
失 さ せ る と 細 胞 質 に 蓄 積 し,さ
膜 貫 通 型 の 膜 蛋 白 質 で,36%程
の ア ミ ノ 酸 配 列 類 似 性 を 示 す.と
は りC末
端40ア
ら に こ の40個
ミノ酸 を欠
を先 の ラ
ミ ノ 酸 を 欠 失 さ せ た 変 異 体 のC末
に 付 加 す る とapical移
端
行 す る こ と が 示 さ れ て い る.
存 的 に胆
汁 酸 を 細 胞 内 に 濃 縮 的 に 取 り込
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み,先
に 述 べ た よ う に,胆
汁酸
の 腸 肝 循 環 に 関 与 す る.MDCK
細 胞 に 導 入 す る と,そ
in vivo肝
れ ぞ れ
臓 と小 腸 で の 局 在 を
正 し く 反 映 し,NTCPはbasolateralへ,ISBTはapicalに
在 し,こ
局
の系 を用い たソーテ ィ
ン グ機構 解 析 が 進 め られ て き
た.両
輸 送 体 キ メ ラ蛋 白 質 の 局
在 パ タ ー ン か ら,両
蛋 白 質 のC
末 端(NTCPの56個,ISBTの
40個)部
分が その 局在 決定 に重
要 で あ る こ とが 推 察 され て い
る7).ラ
ッ トNTCPのC末
に は2カ
所,チ
端
ロ シ ン残 基 か ら
な る 領 域 が 存 在 し(Y307-E-KI,Y321-K-A-A),そ
れ らは ヒ
ト,マ
ウ ス で も保 存 さ れ て い
る.こ
れ らチ ロ シ ンを ア ラ ニ ン
に 置 換 す る こ と でapicalに
行 す る こ と か ら,こ
basolateral標
移
の 領 域 は
的 化 に 重 要 で あ
る とい う こ とが 明 らか と さ れ て
い る8).こ
れ ら 変 異 体 がapical
に 移 行 す る 理 由 と し て は,変
異
図4
MDCK細
に 伴 うapicalシ
グ ナ ル の 顕 在
化 に よ る も の と 考 え ら れ る.
NTCPに
ー プ に1カ
はN末
端 の細 胞 外 ル
所の糖鎖 修飾部位 が
0ATP2のSNPと
(a)OATP2のSNPに
HeLa細
ち,5種
細 胞膜 発 現効 率へ の影 響
よ る ア ミ ノ 酸 置 換9).#L193RはMichalskiら
胞 に お い てbasolateral膜
に よ っ て 見 い だ さ れ,
へ の 移 行 性 が 著 し く 低 下 して い た ア ミ ノ 酸 置 換10).$は
胞 膜 表 面 へ の発 現 効 率 の 低下 して い た ア ミ ノ酸 置 換.(b)aに
のSNPに
よる ア ミ ノ 酸置 換 体($)で
は野 生 型(wt)と 変 わ らな い もの の,wtに
はHeLa細
現 量(total)
比 較 して 細 胞表 面 へ の 発現 量(cell surface)が
てい る.ネ ガ テ ィ ブコ ン トロー ル で あ るcalnexinは
ビオ チ ン化 処理 によ り検 出.(文 献9よ
示 した ア ミ ノ酸 置 換 の う
胞 全 体 に お けるOATP2発
低下 し
細 胞 表 面 に発 現 は み られ な い.細 胞 表 面 の
り一 部 改 変 して引 用)
蛋 白質
核酸
酵素
Vol.48
No.2(2003)
127
蛋 白 質 マ ー カ ー と し てDPPIV,ア
2.有 機アニオン取 り込み輸送体のソーティング機構
範 な有 機 ア ニ オ ン
で 免 疫 沈 降 を 行 な う,い
系 化 合 物 を 取 り込 む 能 力 を 有 す る.こ
の トラ ンス ポ ー タ
得 ら れ て い る.し
ー に 関 して は
,Tironaら9),Michalski10)ら
伝 的 多 型(SNP)が
見 い だ さ れ,そ
に よ っ て 遺
の う ち の い くつ か は ソ
か し,近
る.い
に 検 出 さ れ る13).ま
異体 で は細胞 全 体 で の蛋 白質 発
下 し て い る こ と が,細
へ の 移 行 性 の み低
胞 膜 表 面 の ビ オ チ ン化 に よ る 比 較
か ら 明 ら か と な っ て い る(図4b)9).一
方,81人
ボ ラ ン テ ィ ア か ら 無 作 為 に 肝 臓 で のOATP2蛋
量 を ス ク リ ー ニ ン グ し た 結 果,1人
の 激 減 が 観 察 さ れ,こ
に3ヵ
白質発 現
の サ ン プ ル で発 現 量
の サ ン プ ル で はOATP2遺
伝 子 上
所 の ア ミ ノ 酸 置 換 が 同 定 さ れ て い る10).う
所(N130D,P155T)はTironaら
に2番
のSNP9)に
新 規 な 変 異 で あ り,4番
異 を 別 個 に 導 入 し,MDCKII細
L193R変
り の1カ
れ ら3種
胞 に 発 現 さ せ る と,
に 留 ま る こ と が 確 認 さ れ た10).膜
は,基
質 輸 送 のVmaxも
低 下 し て い る こ と か ら,薬
所
類 の 変
異 体 は 細 胞 膜 に は ま っ た く 移 行 せ ず,細
OATP2で
も
目の膜貫 通 部位 の細
胞 質 側 近 傍 に 位 置 し て い た(図4a).こ
ア ル タ イ ム で 追 跡 す る と,あ
ゴ ル ジ か らapical方
移 行
ル ス ラ ベ ル 後ba-
検 出 さ れ る こ と な く,時
た,BSEPの
くつ か
細 胞 で 直 接apicalに
間 依 存 的 にapical
胆 管側 膜へ の移行 を リ
る 一 定 の経 路 を辿 っ て 直 接
向 へ 移 動 し て い る こ とが ビ デ オ 撮
影 か ら 視 覚 的 に 示 さ れ て い る14).同
る 膜 蛋 白 質 で あ るMDR1に
よ り遅 れ る も の の,や
じ く胆 管 側 に 局 在 す
関 し て も,時
間 的 に はBSEP
は り 直 接apicalに
移 行 す る こ と
が パ ル ス チ ェ イ ス 実 験 か ら 明 ら か と な っ て い る13).
ち2カ
含 ま れ,と
目 の 細 胞 外 ル ー プ に 存 在 す る 一 方,残
(L193R)は
は,全
の 白人
年 そ の 説 に 反 し て,い
す る こ と が 示 さ れ て い る.BSEPは,パ
solateralに
く つ か のSNP変
どの蛋 白質抗 体
わ ゆ る パ ル ス チ ェ イ ス実 験 か ら
の 一 次 性 能 動 輸 送 担 体 は,肝
ー テ ィ ン グ異 常 に 関 係 し て い る 可 能 性 が 示 唆 さ れ て い
現 量 は 野 生 型 と 変 わ ら な い も の の,膜
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5'-ヌ ク レ オ チ ダ ー ゼ,cCAM10511,12)な
ト肝 臓 に お い て,広
OATP2は,ヒ
ミ ノ ペ プ チ ダ ー ゼN,
胞 質
移 行 性 の 低 下 した
膜 表 面 発 現 量 に応 じて
物体 内動態 の個人差 の解析 に
細 胞 あ た り の 蛋 白 質 発 現 量 の み な ら ず,SNPに
2.apical膜
蛋 白質 の リサ イク リン グ
上 記 の 肝 細 胞 の パ ル ス ラベ ル 実 験 で,35S標
BSEPは
直 接apicalへ 移 行 す る こ と を述 べ た が,途
ル ジ か ら消 失 し,apicalに
ほ ど存 在 す る.こ
BSEP特
識 され た
中ゴ
も検 出 で き な い 時 間 が30分
の 時 間 ラ グ はMDR1で
は み ら れ ず,
異 的 な細 胞 内 コ ンパ ー トメ ン トの 存 在 を示 唆 し
て い る13).MRP2やBSEPは,定
常 状 態 下 でapicalの す
ぐ内側 の 小 胞 構 造 の 中(sub apical compartment;SAC)
に,あ
る割 合 で 検 出 され る こ とが 電 子 顕 微 鏡 像 で確 認 さ
れ て い る.こ
れ らSACの
存在 意 義 は明 らか とされ て い
よ る 薬 物 輸 送 蛋 白質 の膜 移 行 率 変 化 も考 慮 す る 必 要 が あ
な い が,短 時 間 の 刺 激 に 対 す る これ ら輸 送 体 の 迅 速 な活
る と思 わ れ る.
性 制 御 に関 与 して い る こ とが 示 唆 され て い る.た
Na+濃
VI.胆
とえば
度 を下 げた低 浸透 圧 バ ッフ ァー で肝 還 流 を行 な
う と,胆 汁 酸 の胆 汁 排 泄 は一 過 性 の 上 昇 に ひ き続 く持 続
管側 へ の輸 送 体 の ソー テ ィン グ
的 な 上 昇 が み ら れ る.一 過 性 の 上 昇 はBSEPを
1．in vivo実 験条 件下 に おけ るソー テ ィン グ研究
図2に 示 す よ う に,肝 臓 は特 殊 な形 態 を示 す が,膜 蛋
か つ 胆 汁 酸 を濃 縮 的 に蓄 積 したSAC小
含 み,
胞 の胆管 側膜 へ
の 融 合 促 進 に よる 胆 汁 酸 分 泌 の結 果 と考 え られ,わ
1∼2分 で ピ ー ク に 達 す る.胆
ずか
汁酸 排 泄 はそ の後 もゆ る
白 質 の 輸 送 経 路 に 関 し て も特 殊 で あ る と考 え ら れ て き
や か に 上 昇 し続 け,10分
た.肝 臓 で 生 合 成 さ れ た 蛋 白質 が,膜 へ 移 行 す る 過 程 の
定 常 状 態 と な る.後 半 で み ら れ る ゆ るや か な 胆 汁 酸 排 泄
研 究 は,80年
代 か ら盛 ん に行 な わ れ,当
速 度 の 上 昇 は,BSEPのapical膜
は,MDCK細
胞 で み られ る よ う な ゴ ル ジ 体 か ら胆 管 側
膜 へ の 直 接 的 な 移 行 経 路(図2a)は
初 は肝細 胞 に
な く,常 にbasolateral
後 に 約30%上
昇 した ところで
表 面 分 布 量 の増 加 を 反
映 し た もの と 考 え られ る15).低 浸 透 圧 還 流 は,同
MRP2のapical膜
時に
へ の 局 在 も 上 昇 させ る こ と が 知 ら れ
を経 由 す る もの(間 接 経 路)と 考 え られ て きた(図2b).
て お り16),BSEPとMRP2が
そ の 根 拠 は ラ ッ ト肝 臓 を35Sで 一 定 時 間還 流 し,全 蛋 白
る こ とを示 唆 す る もの で あ る.一 方,高 浸 透 圧 に す る と,
質 を ラ ベ ル した の ち,放 射 能 を含 ま な い 還 流 を行 ない,
BSEPとMRP2は
以 後 経 時 的 に 肝 臓 を 摘 出 し,細 胞 膜 を 分 画 し てapical
が む しろ 別 個 の小 胞 に封 入 され て い る こ とを 示 唆 す る デ
128
蛋 白質 核 酸
酵素
Vo1.48
No.2(2003)
と も にSACに
内 在 化 す る が,こ
存 在 して い
の と き は両 蛋 白質
質 の 胆 汁 排 泄 に 関 与 す る の に 対 し,MRP1は
ほ ぼ全 身 に
分 布 し,た と え ば 血 液 脳 脊 髄 液 関 門 の 血 管 側(basolateral)
で 脳 脊 髄 液 へ の 薬 物 移 行 性 を 制 限 し て い る.MRP2の
伝 的 機 能 発 現 低 下 は,黄
群[→
今 月 のKey
構 の1つ
ず,MRP2が
疸 を 伴 うDubin-Johnson症
Words(p.104)]を
と し て,後
遺
候
惹 起 す る が,そ
の機
述 す る よ う に胆 管 膜 へ の 発 現 が で き
小 胞 体 か ら プ ロ テ ア ソ ー ム に 移 行 して 分 解
さ れ る,い
わ ゆ る細 胞 内 ソ ー テ ィ ング 障 害 が 原 因 の もの
も 報 告 さ れ て い る19,20):ま た,薬
物 処 理,あ
るい は免疫
性 刺 激 に よ っ て 胆 管 膜 か ら細 胞 内 へ と 内 在 化 す る こ と が
知 ら れ て い る.生
理 的 な 観 点 か ら も,そ
の 細 胞 内 ソー テ
ィ ン グ 機 構 が 多 く の 研 究 者 の 興 味 を 惹 き,MRP2,お
び そ の ホ モ ロ グ で あ るMRP1の
た 研 究 が こ こ 数 年 精 力 的 に な さ れ て き た.ま
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よ
局在 性 の違 い に着 目 し
だ ソー テ ィ
ン グ に 決 定 的 な ドメ イ ン解 明 に は 至 っ て い な い も の の,
表1で
図5
MRP1とMRP2の
MRP1のbasolateral膜
膜 局 在 に はTMDo領
て い る 輸 送 体 で あ る.
局在 化決 定部 位
局 在 に はLo領 域 が,MRP2のapical
域 お よ びC末
端(PDZ蛋
MDCK
白質との 相互作 用
か ど う か は不 明)が 重 要 で ある ことが 示 唆さ れて い る.ER:小
示 した 薬 物 輸 送 体 の な か で は最 も情 報 が 蓄積 さ れ
胞 体.
II細 胞 に お い て,MRP1はbasolateralへ,MRP2
はapicalに
局 在 し,こ
れ ら はin
vivoで
応 し て い る.MRP1とMRP2の
ー タ(わ ず か15%が
れ て お り,内
両 者 を 含 む 小 胞 で あ っ た17))も 得 ら
在 化 に 関 与 す る介 在 因子 が ヘ テ ロ で あ る可
能 性 も 考 え ら れ る.低
浸 透 圧 に よ る 胆 汁 流 量 の 上 昇 は,
点 に ま と め ら れ,図5に
domain)お
はMRP1で
activated
MRP2で
signal
kinase
protein)キ
regulated
ナ ー ゼ の 一 種 のErk(extracellular
C)非 依 存 的 な リ ン 酸 化 に 伴 う 活 性 化 と 相 関 す る
こ と が 示 さ れ て い る15).一
般 に,MAPキ
ナー ゼの 基 質
に は 微 小 管 と 相 互 作 用 す る 蛋 白 質 も含 ま れ る.微
脱 重 合 剤 で あ る コ ル ヒ チ ン処 理 に よ り,浸
小管 の
透 圧 変 化 に伴
示 すTMDo(transmembrane
よ びLo(linker)の
重 要 性 が,MRP2,MRP1
はbasolateral移
はapical移
solateral移
kinase)-1とErk-2のPKC(protein
局 在 に つ い て は 以 下 の4
で そ れ ぞ れ 指 摘 さ れ て い る.こ
細 胞 容 積 の 膨 潤 に 伴 う 活 性 化 が 知 ら れ るMAP(mitogen
れ ら の 結 果 は,(1)TMDo
行 性 に 不 要,(2)TMDoは
行 性 に 必 要,(3)LoはMRP1で
行 性 に 必 要,(4)LoはMRP2で
solateralへ
移 行 す る が,TMDoLoを
ら にLoと
う胆 汁 酸 の 胆 汁 排 泄 変 化 は 消 失 す る こ と も 観 察 さ れ て お
り18),BSEPの
る こ と に 基 づ い て い る21).一
BSEPの
直 接 的 な,あ
る い は 介 在 因 子 を 介 した 間接 的 な
TMDoLoを
に,小
相 互 作 用 の 重 要 性 が 示 唆 さ れ る.
胆管 側局 在 化機構
MRP1と2は,図5に
相 同 性 を有 して い る.ATP
の 加 水 分 解 を利 用 して 抗 が ん 剤 や グ ル ク ロ ン酸 抱 合 体 ・
関す る結論 は
ゴ ル ジ体 へ も到 達 で きず
胞 体 か ら プ ロ テ ア ソ ー ム に 移 行 して 分 解 さ れ る
み 欠 損 し たLoMRP2で
ら に こ こ にTMDoを
が
は ゴル ジ体 で糖 鎖
MRP2のC末
端 はPDZ蛋
グル タ チ オ ン抱 合 体 を含 む 有 機 ア ニ オ ン性 化 合 物 を積 極
的 に細 胞 外 に排 出 す る.生 体 内,と
PDZ蛋
くに極 性 細 胞 で の役
肝 臓 の 胆 管 側(apical)に 発 現 し,基
共 発 現 さ せ る とapicalへ
の移 行性
回 復 す る と い う 根 拠 に 基 づ い て い る22).
で あ る こ と か ら,そ
割 と し て,MRP2は
移行性 が回 復す
修 飾 を 受 け て エ ン ド ソ ー ム ま で は 移 行 し て い る こ と,さ
示 す よ う に17回 推 定 膜 貫 通 構
造 か らな り,互 い に48%の
△MRP1をMDCK
方,MRP2に
欠 損 す る △MRP2は
が,TMDoの
3.MRP2の
け で も 正 常 にba欠 損 さ せ た △MRP1
II細 胞 で 共 発 現 さ せ る とbasolateralに
胆 管 側 膜 近 傍 で の 局 在 変化 に微 小 管 と
行
関 す る これ ら の結
欠 損 さ せ たLoMRP1だ
が 細 胞 質 に 留 ま る こ と,さ
はba-
はapical移
性 に 不 要 と い う も の で あ る.MRP1に
論 は,TMDoを
の 発 現 部 位 と対
白 質 結 合 認 識 配 列(-STKF)
の 部 分 の 重 要 性 も 注 目 さ れ て き た.
白 質 と は, PSD95,
Dlg,
領 域 を 有 す る 細 胞 質 蛋 白 質 で,通
蛋 白質
核酸 酵素
ZO-1で
保 存 さ れ たPDZ
常 分 子 内 に 複 数 のPDZ
Vol.48
No.2(2003)
129
領 域 を 有 す る.一
般 に 標 的 蛋 白 質 のC末
に 存 在 す るT/S-X-Φ
酸,Φ
に 結 合 す る(Xは
は 脂 溶 性 ア ミ ノ 酸).1つ
任 意 の ア ミ ノ
のPDZ蛋
白 質 を介 して
な ぐ役 目 を 有 して い る と考 え られ る.さ
ら にFア
して い る.実 際,ア
クチ ンの 脱 重 合 阻 害 薬 フ ァ ロ イ ジ ン
に よ り,MRP2が
白 質 は蛋 白 質 問 の効 率 的 な シ グ ナ ル伝 達 を行 な う足 場 と
が 示 さ れ て い る29).正 常 マ ウ ス肝 臓 お よ びMDCK細
し て の 重 要 性,あ
にMRP2を
る い は膜 蛋 白質 を そ こ に安 定 につ な ぎ
内 在 化 し,胆 汁 う っ 滞 を発 症 す る こ と
発 現 させ,MRP2抗
止 め る ア ン カー 蛋 白 質 と して の 重 要 性 が 多 数 報 告 さ れ て
とRadixinが
い る.た
損 させ たMRP2で
と え ば,GABA輸
送 体 で あ るBGT1は,C末
合 モ チ ー フ を 介 し てPDZ蛋
結 合 す る こ と に よ り,basolataral膜
る23).PDZ結
に安 定 に保 持 され
や か に 内 在 化 し て し ま う こ とが
示 さ れ て い る23).MRP2のapical膜
のC末
端 と 相 互 作 用 す る こ と がin
て い るPDZ結
た24).し
合 蛋 白 質,PDZ-K1の
か し な が らC末
は,apicalへ
vitroで 示 さ れ
関 与 が 推 測 さ れ
移 行 し た と す る 報 告 が2報22,26)報
だ 統 一 し た 見 解 に 至 っ て い な い.Niesら
のN末
端 にGFPタ
グ を 付 加 し,C末
共 沈 して くる こ と,C末
端 細 胞 内 領 域 がERMと
か ら11∼15個
は 属 さ ず,MRP2のC末
端PDZ結
い る 可 能 性 は 低 い が,そ
れ 以 外 のC末
い ず れ か,あ
る い はPDZ蛋
はMRP2
白質 との相互 作 用
蛋 白 質 の 内 在 化 を 含 め たapica1膜
る い はMRP2の
apicalとbasolateralに
て い る の か な ど,今 後 こ れ らヘ テ ロ 蛋 白 質 網 の 解 析 が
ソー テ ィング 障害 と遺 伝性 疾患
胆 管 側 膜 に 局 在 す る トラ ンス ポ ー ター の ソ ー テ ィ ング
関 して は,そ
の 遺 伝 的 機 能 低 下 がDubin-Johnson症
群 と し て 表 在 化 す る こ とか ら,1996年
は 患 者 で のMRP2変
周 辺 で の ター ンオー
め ら れ て き た.そ
合 成 され た膜 蛋 白質 が
ど の よ う に し て 振 り分 け ら れ る
か と い う 問 題 同 様,い
か に そ こ に保 持 され る か と い う点
蛋 白 質 の 局 在 化 を考 え る う え で は 重 要 な 課 題 と考
は,膜
異 部 位 の 同 定 と機 能 との 関 連 が 進
の 結 果,い
くつ か の 変 異 型MRP2で
へ の 移 行 が妨 げ られ て い る こ とが 示 され て い
る19・20).すな わ ちN末
端 側 のATP結
合 部位 中の ア ルギ
ニ ン が トリ プ トフ ァ ン に 置 換 し たMRP220),あ
C末 端 側 のATP結
の2ア
候
の遺 伝子 単 離後
るいは
合 部位 中の アルギ ニ ンとメチ オニ ン
ミ ノ 酸 を 欠 損 したMRP219)は
小 胞 体 か らプ ロ テ
ア ソ ー ム に移 行 して分 解 さ れ る こ と で膜 へ の 移 行 が 低 下
え ら れ る.
最 近,ERM蛋
白 質 の1つ
ウ トマ ウ ス で,MRP2の
で あ るRadixinの
胆 管側へ の安 定発現 に影
響 す る 蛋 白 質 と し て 注 目 さ れ て い る27).こ
Radixin,
Moesinの
互 い に70%前
酸 相 同 性 を 有 す る 細 胞 質 蛋 白 質 の 総 称 で,分
細 胞 膜 の 裏 打 ち 構1造 と し てapical膜
多 くの 膜 蛋 白 質 と 結 合 す る 一 方 で,微
ク チ ン と 結 合 し,膜
蛋 白質
核酸
ノ ックア
特 異 的 な発 現 低 下 とそ れ に伴 う
黄 疸 症 状 が 確 認 さ れ,MRP2の
130
白 質 が,
ソ ー テ ィ ン グ と膜 で の 安 定 化 の ど ち ら に寄 与 し
合 蛋 白質が 膜
輸 送機 能 そ の もの に 関与 して
い る 可 能 性 は 否 定 で き な い.生
伸 び るFア
よ びPDZ蛋
の異 常 が 遺 伝 性 疾 患 の 原 因 とな る こ と もあ る.MRP2に
の ソ ー テ ィ ン グ に 必 須 か と い う点 に 対 し て
はEzrin,
よ っ て 裏 打 ち され て
端
膜 移 行 性 に 重 要 と報 告
は ま だ 結 論 は 得 ら れ て い な い が,PDZ結
も,膜
端 細胞 質 部 分 の
端 ア ミノ 酸 を順 次
先 述 し た よ う に,MRP2とPDZ蛋
バ ー,あ
合 モ チ ー フ を介 し て
待 た れ る.
し て い る(図5)26).
がapicalへ
白質に
白 質 を 仲 介 と し たERMと
の結 合 を介 して,MRP2がERMに
MRP2の
告 さ
異 体 を 用 い て 解 析 を 行 な い,C末
の 部 分 がapical側
相 互 作 用 し,P2
のapicalへ の ソー テ ィ ン グ あ る い は そ こで の 安 定 保 持 に
4.BSEP,MRP2の
欠 失 し たMRP2変
端 細胞 質領域 を欠
は 共 沈 は み ら れ な い こ と か ら27),
い る も の と 推 察 さ れ る.ERMお
端 部 分 を 欠 落 さ せ たMRP2で
の 移 行 性 が 消 失 し た と す る 報 告 が1報25),
正 常 にapicalに
れ,ま
へ の 発 現 ・保 持 に
胞
体 で免 疫 沈 降 を行 な う
働 い て い る こ とが 推 察 さ れ る.ERMはPDZ蛋
合 モ チ ー フ を 欠 い た 場 合 で もbasolataral
に 移 行 は す る も の の,速
も,そ
MRP2のC末
白 質LIN-7と
クチ
ンは 微 絨 毛 の 根 元 で ミオ シ ン と結 合 し,胆 管 収 縮 に 関与
ホ モ ・ヘ テ ロ 蛋 白 質 群 が 連 な り う る こ と か ら,PDZ蛋
端 のPDZ結
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端細 胞 質 部 分
酵素
Vol.48
こ で,ERM28)
後 の ア ミ ノ
化 し た極 性
近 傍 に 局 在 す る.
絨 毛先端 に向けて
蛋 白 質 と細 胞 骨 格 を つ
No.2(2003)
して い る こ とが 示 さ れ て い る.
BSEPの
遺 伝 的 機 能 低 下 は,進 行 性 家 族 性 肝 内 胆 汁 う
っ滞II型(PFICタ
イ プII)の 原 因 とな る.PFIC
IIは小 児
で 発 症 す る 重 得 な 遺 伝 病 で,肝 移 植 が 必 要 と さ れ る.
PFIC
II患 者 のBSEP遺
ラ ッ トBSEPに
伝 子 に み ら れ る ア ミ ノ酸 置 換 を
導 入 す る こ と に よ り,そ の 機 能 欠 損 タ
イ プ の 分 類 が な さ れ た.MDCK細
験 の 結 果,検
胞 へ のcDNA導
入実
討 さ れ た7種 類 の ア ミノ 酸 置 換 の う ち,5
種 類 でapical移 行 性 が 消 失 した30).こ れ ら5種 の 変 異 部
位 は 蛋 白質 配 列 中 の特 定 の領 域 に偏 っ て お らず,ま
極 性 細 胞 で あ る昆 虫細 胞Sf9に
これ らBSEPを
せ 調 製 し た細 胞 膜 小 胞(細 胞 膜,小
られ る)で は,BSEP発
た非
文 献
高発 現 さ
胞 体 膜 も含 む と考 え
1)
輸 送 が ま っ た く認 め られ な か っ た.以
れ ら変 異 体 で は
上 の こ と よ り,こ
2)
しろ 蛋 白 質 全 体 の ミス フ ォー ル デ ィ ン グ に よ る
消 失 した もの と考 え られ る.事 実,最
下 し て い る 変 異 体G238Vで
添 加 に よ り,MDCK
は,プ
能が
3)
II細 胞 で 顕 著 な 細 胞 質 へ の 蓄 積 が
4)
5)
6)
Y., Konig,
Masuda,
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8)
9)
化 後 プ ロ テ ア ソ ー ム へ 移 行 し分 解 さ れ る こ とが 示 さ れ て
い る.こ れ ま で 見 い だ さ れ て い るBSEPやMRP2変
異
Gu,
H.
様 の 経 路 で こ れ ら変 異 蛋 白
I.:J.
K.,
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Rudnick,
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Folsch,
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おわ りに
U.
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質 が 分 解 され て い る もの と推 察 さ れ,広 い 意 味 で の 膜 移
行 障 害 が 原 因 の 遺 伝 病 と考 え られ る.
K.
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10)
ビキ チ ン化 を含 め た 詳 細 な分 解 経 路 の
解 析 は な され て い な い が,同
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体 に 関 して は,ユ
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ミス フ ォー ル デ ィ ン グ につ な が り,小 胞 体 でユ ビキ チ ン
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目の
の 変 異 は 蛋 白質 の
J., Keppler,
S., Saito,
Masuda,
ther,
ア ミノ酸 欠損 に よ り説 明 さ れ る が,こ
Abe,
189-198(1999)
7)
観 察 され て い る30).
一 方,嚢 胞 性 線 維 症 の 多 くは,CFTRの508番
K.,
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も膜 へ の発 現 が 低
ロ テア ソー ム 阻割剤
H., Ito,
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Cui,
moto,
蛋 白 質 の 安 定 性 低 下 が 生 じ,結 果 と し てBSEP機
Suzuki,
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れ らの 変 異 に よ り特 定 の 細 胞 膜 局 在 化 シ グ ナ ル の 消 失 よ
り も,む
M.,
Biol.
現 量 は 胆 汁 酸 輸 送 の み られ る 野
生 型 と 同程 度 で あ る に もか か わ らず,こ
Sasaki,
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薬 物 輸 送 体 の 多 くは,進 化 上 遺 伝 子 の 変 異 を あ る程 度
14)
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(1999)
容 認 す る こ と に よ り,多 様 な 基 質 特 異 性 を獲 得 して きた
15)Noe,
と考 え て も よい だ ろ う.一 方 で,局 在 は生 体 機 能 維 持 の
た め に は厳 密 に コ ン トロ ー ル され るべ きで あ り,実 際 種
を こ え て,あ
る い は フ ァ ミ リー 問 で 意 義 の あ る 局 在 分 布
が保 持 さ れ て い る.可 能 性 と して,薬
り,変 異 な ど に よ り1カ 所 暗 号 が 無 効 に な っ た と し て
物輸送体 の局在 に
17) グ の 暗 号 あ る い は 安 定 保 持 の 暗 号 を1つ1つ
18)
R., D'Urso,
Schmitt,
19)
M.,
Keitel,
20)
21)
22)
ら複 数 の 暗 号 の組 合 せ に よ っ て 決 定 され る複 雑 な ソ ー テ
性 の あ る ル ー ル を 見 い だせ る か が 今 後 の 課 題 で あ る.
Keppler,
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こ に どれ だ け普 遍
D.,
Kubitz,
Haussinger,
Keppler,
ら に そ こ に 相 互 作 用 す る補 助 因子 の 同 定 を 行 な う に は,
ィ ン グ機 構 が 存 在 す る はず で あ る.そ
Heinrich,
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解 読 し,さ
まだ 時 間 が か か る と思 わ れ る.し か も,そ の 先 に は これ
Kubitz,
finger,
明確 に単 独 の モ チ ー フが 決 定 的 に 関与 し て い る とい う例
は,い ま の と こ ろ な い.薬 物 輸 送 体 に 限 らず,ソ ー テ ィ ン
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troenterology,113,1438-1442(1997)
も,局 在 パ ター ンの 変 化 と して 表 在 化 し に くい よ う な仕
組 み が あ る の か も しれ な い.事 実,薬
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16)
物輸送体 の局在化
に は幾 重 に も ち りば め ら れ た 局 在 化 暗 号 が 関 与 して お
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伊 藤 晃成
略歴:2000年 東京 大 学大 学 院 薬 学研 究 科 博 士 後 期課 程 修
了,同 年 よ り千葉 大学薬 学部助 手.研 究テー マ:胆 管 側膜
有機 ア ニ オ ン排泄 輸 送体 の 機能 調 節 と胆 汁 流調 節.関 心
事 ・抱負:輸 送体機 能異 常に起 因する遺 伝病の 同定/疾 患 時
の輸送体機能変 動と生理的意義 づけ.