健康栄養医学
KEYWORDS
膵臓の重炭酸イオン輸送と難病
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OUTLINE
健康栄養医学研究室では、栄養素の消化吸収の生理を、細胞・分子レベルで研究している。主要テーマは、“膵臓の重炭酸イオン（HCO3-）分泌メカニズム”である。膵液中のHCO3-は、膵管の上皮細胞から分泌され、小腸内で胃酸を中和するだけでなく、腺房細胞から分泌された消化酵素が膵管腔内で沈殿するのを防いでいる。嚢胞性線維症と慢性膵炎では、膵HCO3-分泌の低下により膵管がprotein plugで閉塞するため、膵外分泌機能が徐々に障害され、消化栄養不良をきたす。当研究室は、多角的にこれらの病態の分子生理の解明に取り組んでおり、特に、単離した小膵管を用いたHCO3-の上皮膜輸送の解析を得意としている。また、難病に指定されている嚢胞性線維症のレジストリ事務局を担当している。
RESEARCH PROJECTS
1．膵臓のHCO3-分泌メカニズムの研究
粘膜上皮表面の保湿とアルカリ化は、生体防御と消化吸収に必須である。当研究室では、生体で最も高濃度のHCO3-を分泌する膵臓の導管を標本として、粘膜上皮細胞のHCO3-輸送メカニズムを研究している。小動物の膵臓から単離した小膵管（径～100μm）を使い、管腔を人工膵液で灌流して生体内の環境を再現した状態で、HCO3-輸送メカニズムを解析している。細胞内外の微小空間の各種イオン濃度の変化、容積、膜電位をモニターすることにより、細胞レベルのHCO3-と水の輸送を測定する。図1は、当研究室に蓄積されたデータを元に作成した膵HCO3-分泌モデルである。様々なイオンチャネル／トランスポータが基底側膜（basolateral membrane）および管腔膜（apical membrane）に配置され、HCO3-のベクトル輸送が実現する。最も重要な役割を果たしているのが、apical membraneに局在するCFTR（cystic fibrosis transmembrane conductance regulator）チャネルであり、嚢胞性線維症（CF）の原因分子である。
2.嚢胞性線維症及びCFTR関連疾患に関する研究
嚢胞性線維症（CF）は、CFTRの機能喪失によって発症する常染色体潜性遺伝性疾患であり、気道、腸管、膵管、胆管、汗管、輸精管のイオン・水輸送が障害される、多臓器に病変が生じる。管腔内の粘液/分泌液が過度に粘稠となり、管腔が閉塞したり感染し易くなる。典型例では、新生児期に胎便性イレウスを起こし、膵臓が萎縮して膵外分泌機能不全による消化栄養不良をきたし、その後、気道感染症を繰り返して徐々に呼吸不全に移行する。CFは、ヨーロッパ人種の最も頻度の高い遺伝病であり、日本人を含むアジア人種では稀である。当研究室は、CFの機能診断とレジストリ事務局を担当している。当研究室と家族会の連携による地道な活動により、国内におけるCFの認知度が高まり、小児慢性特定疾患に加え、2015年に指定難病となった。また、CFTRの軽度～中等度の機能低下は、慢性膵炎、男性不妊、びまん性汎細気管支炎、慢性副鼻腔炎の発症リスクとされており、当研究室では、遺伝型と表現型の関連を調べている。
BIBLIOGRAPHY
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MESSAGE
健康栄養医学研究室は、総合保健体育科学センター（東山キャンパス）の保健科学部の教員（石黒洋教授、山本明子教授）が担当しています。研究室は、鶴舞キャンパスの基礎研究棟2階にあります。医学部以外の卒業生も歓迎します。研究テーマは各人の希望にできるかぎり沿うようにしています。
