著者

藤野 真希 川上 隆茂 門田 佳人 井上 正久 藤代 瞳 角 大悟 鈴木 真也

雑誌

日本薬学会第141年会(広島)

巻号頁・発行日

2021-02-01

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【背景・目的】亜鉛の生活習慣病に対する重要性は、様々な基礎研究や疫学研究から示されているが、単純な亜鉛摂取では説明できない細胞内の亜鉛調節機構の重要性も明らかになりつつある。他方、メタロチオネイン(MT)は亜鉛によって誘導され、生理的役割として細胞内における亜鉛や銅などの必須金属の代謝調節機能を有するが、MT遺伝子欠損条件における生活習慣病発症に対する亜鉛の効果の程度については不明な点が多い。本研究では野生型(WT)およびMT欠損マウスを用いて、高脂肪食(HFD)誘導性の生活習慣病に対する亜鉛の効果とそれに対するMTの寄与について比較検討した。【方法】雄性8週齢のWTおよびMT欠損マウスにHFDを亜鉛を含む飲料水(0、227および1135 mg/L)と共に10週間自由摂取させた。6週目に糖負荷試験を行い、解剖時に肝臓および内臓脂肪組織(WAT)重量を測定した。一部の肝臓は、HE染色法による組織学的検索を行った。また、ICP-MSを用いて肝臓および血漿中の亜鉛濃度を測定した。【結果・考察】ICP-MSの解析結果より、肝臓中の亜鉛濃度は、両系統マウスの亜鉛処理群間で同程度であった。WTマウスの血漿中の亜鉛濃度は、亜鉛処理によって用量依存的に増加していたが、MT欠損マウスでは変化は認められなかった。①WTマウスでは亜鉛処理によりWAT重量が有意に低下し、②HFD誘導性の脂肪肝および耐糖能異常の改善が認められた。③一方、MT欠損マウスでは、高濃度の亜鉛処理でもWAT重量の低下、脂肪肝および耐糖能異常の改善は認められなかった。亜鉛処理により両系統マウスの肝臓には同程度の亜鉛が存在していたにもかかわらず、WTマウスで認められた亜鉛補充による生活習慣病の改善作用はMT欠損マウスでは認められなかった。 以上、亜鉛による糖尿病および脂肪肝改善作用の感受性決定遺伝子としてMTが重要な役割を担っており、その作用の一部にWAT重量の低下の関与が示唆された。

著者

姫野 誠一郎 藤代 瞳

出版者

公益社団法人 日本薬学会

雑誌

YAKUGAKU ZASSHI (ISSN:00316903)

巻号頁・発行日

vol.141, no.5, pp.695-703, 2021-05-01 (Released:2021-05-01)

参考文献数

31

被引用文献数

7

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Cellular transport systems for both essential and toxic trace elements remain elusive. In our studies on the transport systems for cadmium (Cd), we found that the cellular uptake of Cd is mediated by the transporter for manganese (Mn). We identified ZIP8 and ZIP14, members of the ZIP zinc (Zn) transporter family, as transporters having high affinities for both Cd and Mn. Notably, the uptake of Cd into rice root from soil is mediated by a transporter for Mn as well. We found that ZIP8 is highly expressed at the S3 segment of the kidney proximal tubule and can transport glomerulus-filtered Cd and Mn ions in the lumen into epithelial cells of the proximal tubule, suggesting that ZIP8 has an important role in the renal reabsorption of both toxic Cd and essential Mn. Mutations in ZIP8 and ZIP14 genes were found in humans having congenital disorders associated with the disturbed transport of Mn, although ZIP8 mutation causes whole-body Mn deficiency while ZIP14 mutation causes Mn accumulation in the brain. Mutations in ZnT10, a Zn transporter responsible for Mn excretion, also cause hyperaccumulation of Mn in the brain. Results of genome-wide association studies have indicated that ZIP8 SNPs are involved in a variety of common diseases. Thus, ZIP8, ZIP14, and ZnT10 play crucial roles in the transport of Mn and thereby control Mn- and Cd-related biological events in the body.