小腸のビタミンＡ吸収・代謝の調節機構に関する研究　～ニワトリヒナ十二指腸とヒト小腸用細胞株Caco-2 BBe細胞を用いた場合

小腸のビタミン

A吸

収・代謝の調節機構に関する研究

∼ニワ トリヒナ十二指腸 とヒ ト小腸様細胞株 CacO-2 BBe細 胞 を用いた場合∼

山 口 範 晃D・ 高 瀬 幸 子の。駿 河 和 仁D The study of tamn A absorption and metabolism in chick

duodenum and human inttstihal CacO-2 BBe cells

NonakiYAMAGUCHI°

,Sachiko TAKASED,Kazuhito SURUGAつ

要 約

ビタミン

Aは

様 々な生理作用 を有 し、小腸 内の ビタ ミン

A吸

収・代謝 に関わる各種 の酵素や タンパ ク質 についての重要性が報告 されて きたが、 これ らの発現が どの ような機序で調節 されて いるかは十分 に解明 されていない。 これまでに著者 らは、ニワ トリヒナ十二指腸及びヒ ト小腸上 皮吸収細胞様細胞株CacO-2 BBe細胞 を用い、小腸の ビタミン

A及

び βカロテ ン吸収・代謝 の中 心的な役割 を演ず るβカロテン中央開裂酵素 (β…carotene 15,15生

mOnOOxygenase:BCM01)の

生 理的役割 とその発現調節 メカニズムについて追究 した。その結果、ニワ トリヒナの十二指腸の孵 化後数 日において、 レチナールか らレチノイン酸 を生成す る酵素reintt dehydoЮgenase _りpe l

(RALDH l)と

BCMOl遺

伝子発現 が共 に増大 した。 また、ニ ワ トリ十二指腸 や CacO-2 BBe 細胞 において、各種 ホルモ ンによ り

BCMOl発

現が克進 した。 これ らの研 究成果 は、小腸 内の

ビタミン

Aの

生体内利用効率や恒常性 の調節機構 について新 たな基礎 的知見 を提示で きる と考 えている。

キ ー ワ ー ド:ビタ ミ ンA、

BCMOl、

ニ ワ トリ十 二 指 腸 、CacO-2 BBe細胞

1.序

論 脂溶性 ビタ ミンの一種 であ る ビタミン

Aは

細胞 の分化 ・増殖 、形態形成、視覚作 用、免疫系 な どにお い て重要 な役割 を演 じ、 レチ ノール、 レチナール、 レチ ノイ ン酸 とその類縁化合物 を総称 して レチ ノイ ドと呼 ばれている。。 ビタミン

Aの

供給源 として、い くつかの動物性食 品 に含 まれ る レチエルエステル と、主 に緑 黄色野菜や果物 な どの植物性食品 に含 まれるカロテノイ ドの中で、 ビタ ミン

Aの

前駆体 プロ ビタ ミン

A(β

カロテ ン、αカロテ ン、 ク リプ トキサ ンチ ン

)が

あ る。 ビタ ミン

Aは

、 ヒ トな どの哺乳類 の生体 内で は合 成で きないので、 これ らの食 品か ら摂取 しなければな らない。現在 、温暖化 による気候変動や世界人口の急 増 によ り、将来的 に食糧不足が予測 される。現実 として、食糧不足 に悩 まされてい る開発途上国では ビタミ ン

Aの

摂取不足 による夜 盲症 や免疫力 の低 下、 さらに乳幼児 の発育不 良や栄養失調 は深刻 な問題 とされて いるの｀9。 _{その一方で、 ビタ ミン}

A過

_{剰摂取 に よる全 身倦怠感、頭痛、吐 き気 な どの脳圧克進 な どの症状 も} 見 られめ、特 に妊婦 の場合 には、胎児奇形が問題 になってい る°。 そのため、上記 の ような ビタ ミン

A栄

養 問題 を改善す るため に も、食事 か ら如何 に して ビタ ミン

Aを

効 率 よ く生体内で利用 し、その生理作用 を発揮す るか を究明す る必要がある。筆者 らはこれ まで にヒ トの小腸 1)長崎県立大学 看護栄養学部 栄養健康学科 2)浜松大学 健康 プロデュース学部 健康栄養学科

長崎県立大学 看護栄養学部紀要 第 9巻 (2008) 上皮吸収細胞 をモデルとしたヒ ト小腸上皮吸】_{踊田胞様細胞株 CacO-2 BBe細 胞やニワ トリ十二指腸 を用いて、} ビタミン

A吸

_{収・代謝 に関わる研究を行 ってきた。本稿 は、小腸の ビタミン}

_A及

_{びβカロテン吸収・代謝} の中心を担 うβカロテン中央開裂酵素 (β―carotene 15,15■monooxygenasα

BCM0 1)に

関 して、 これまでの 筆者 らの研究成果の概要 をまとめた。

2.小

腸 ビタ ミン

Aの

吸収・ 代謝 食餌か ら摂取 されたビタミン

A(レ

チエルエステル

)お

_{よびβカロテンは、図 1に 示す ように吸収、代} 謝、輸送 される。食餌由来のカロテノイ ド(主にβカロテン)は複合 ミセル内に取 り込まれ、scavenger recep―

tor dass B type I(SR―

_BI)を

_{介 して小腸粘膜上皮細胞内に取 り込まれる}0。 _{このβカロテンは、そのままカイ}

ロ ミクロンに組み込まれ、腸管膜 リンパ管へ と輸送される経路 と、βカロテン中央開裂酵素(β―carottne 15,15'

―

monooxygenase:BCM0 1)に

_より

2分

_{子の レチナールに転換する経路があるのヽ}0。

βカロテンか ら転換 され たレチナールは、細胞性 レチノール結合 タンパク質タイプⅡ(cellular reinol―binding prottin type Ⅱ:CRBPII) と複合体 を形成 し9、 _{レチナール還元酵素}

(reintt reductase)に _{よリレチノエルーcRBPII複 合体へ転換 され}

る10ヽけ。レチノールー

cRBⅢ

複合体は、長鎖脂肪酸 とレシチンレチノールアシル転移酵素(lecithin retinol acyト transattasα

LRAT)に

_{よってレチエルエステルを形成するりヽ}0。 _{このレチエルエステルは、マイクロソーム}

トリグリセリド転送タンパク ( crosom江 伍glyceride ttansfer pЮ

tein MTP)の

_{作用 によって、他の脂質}

(ト

リグリセ リド、 リン脂質、コレステロールなど

)と

もにカイロミクロンに取 り込まれて、 リンパ管へ輸送 さ れ、血液を循環 して、各組織へ連ばれる勁。一方、 レチナール脱水素酵素 (reinal dehydrogenase:RALDH) により、 レチナールからビタミン

Aの

_{生理活性 を有するレチノイン酸へ生成 される}n。

9_θね レチノイン酸

やall―″η∫レチノイン酸は、核内受容体 レチノイン酸 レセプター _{(reinOic acid recepto■}

RAR)及

_{びレチノイ}

ド

Xレ

セプター (reinoid X receptor RXR)の _{リガン ドとして結合することで生理作用 を発揮 し、様々な遺}

図

1

小陽 の ビタ ミン

A及

_{び β 力 ロテ ンの吸収・ 代謝}

BCMO■ β―carotene 15'15'―monooxygenase,SR―BI:scavenger rcceptor class B type I,cRBPⅡ :cellular reinoユ‐binding proteinサ pe Π_{,LRAT:lecithin}

reinol acyltranferasc,MTP:Hucrosomal tiglycende transfer protein,ROLDH:retinol dehydrogenase,RALDHi reinal dehydrogenase,CRABPi cellu―

1をr reinoic acid―binding proゃin,REととretlnylester hydrolase,RAR:reinoic acid receptor・ RXR:reinold X FeCCptoi

htestinal lumen

F‐CarOteme_」_{L sR―}

BI―

Reiral_cRBP Ⅱ

BC

101 1_DH

Retinoic acidぃ

CRABP

↓

Ligand OfRXR&敵R

I

伝子発現 の転写 因子 として機 能す る。。 なお、 これ らの レチ ノイ ン酸 の中で、9‐どね レチ ノイ ン酸 は

RAR

及 び

RXRに

よる転写活性 を有す るが、証1-′胞乃∫レチ ノイ ン酸 は

RARに

対 してだけ親和性 を示す

り｀0。 _一方、

食餌 由来の レチエルエステルは、 レチニルエステル水解酵素 (俺dttlester hydrolase:REH)に よって加水分

解 されて レチ ノール とな り、小腸粘膜 上皮細胞 内 に吸収 され る。。吸収 された レチノールはレチ ノールー CRBPⅡ 複合体 を形成 し、 レチ ノール脱水素酵素 (reinol dehydrogenasei ROЫ

)H)に

よ リレチ ノイ ン酸へ合

成す る経路 と、

LRATに

よって再 び レチニルエステル を形成 し、各組織へ運搬 される。

3.BCM01発

現 の生理 的意 義

BcM01は

脊椎動物 の細胞 質 に存 在 す る酵素 であ り、1原子 の酸素 が βカロテ ンの15,15'位 に付 加 し、 エポキシ化 され、

1分

子 の水分子 の付加 によ り開裂 し、その結果

2分

子 の レチ ナールが生成 され る20。 多 く の杏椎動物 において、

BCMO lは

小腸上皮吸1跡巴胞 で高い酵素活性 を示 し、その他 に肝臓 や、肺 、脳 、腎臓 な どに も酵素活性が確認 されてい る20、勃。 また、各種の

BCMO l遺

伝子が同定 された こ とで、

BcMOl遺

伝 子 の発現性 や発現調節 の機序 な どの遺伝子工学 を用 いた研 究が進 め られた。 ヒ トやマ ウスの

BCMOl遺

伝 子 の5'上流 プロモー ター解析 を行 った ところ、脂質代謝 に関わる転写 因子ペ ルオキ シソーム増殖剤 活性化 レセプター γ(perOxisome prolif∝ ねr activtted receptor γ :Pビ

N)と

RXRの

二量体の応答領域が確認 され

た20、20。 _{Lindqvistら は、 ヒ ト}

BCMO l遺

_{伝子 の変異型 (ア ミノ酸配列170番 目のス レオニ ンが メチ オニ ンに} 置換 した型

)で

は、βカロテ ンの ビタ ミン

Aへ

の転換効率が著 しく減少 し、体 内 に βカロテ ンが過剰 に蓄 積 され、低 ビタミン

A状

態 に陥 る可能性 について報告 した20。 さらに、

BCM0 1遺

伝子 ノ ックアウ トマ ウス を用 いた研 究 で は、低 ビタ ミン

Aレ

ベ ルに陥 るだけではな く脂質代謝の恒常性が崩壊 し、脂肪肝 を発症す るこ とも報告 されてい る20。 _{この ように、}

_{BCM0 1は}

_{体 内の βカロテ ン及 び ビタ ミン}

Aレ

ベ ル を調節す る だけではな く、脂質代謝 の調節 に も関わつていることが示 された。

BCMO lは

ビタミン

A恒

常性 において重要 な生理 的 な調節機 能 を持 ち、βカロテ ンを過剰 に摂取 して も ビタ ミン

A過

剰 に よる疾患 は発生 しない と言 われてい る。その根拠 とされてい る研 究 として、過剰 の レチ ノイ ン酸や レチエルエステル を投与 した場合 、 ラ ツ ト小腸 の

BCMOl酵

素活性 は低 くな り、逆 に

RARア

ン タゴエス トや シ トクローム

P450(レ

チ ノイ ン酸 を異化す る酵素

)の

活性化剤 を投与 した ラ ッ トで は

BCMO

l活性 は上昇 した2の 。最近の研 究で は、 ビタミン

A恒

常性 を調節す る因子の一つ として、小腸 に特異 的 に発 現す る Intesine specittc homeodomein(lsx)が 、

BCM0 1及

びSR…BIの発現 を負 に調節 し、 さらに体 内の ビ

タミン

Aレ

ベルに応 じて これ らの遺伝子発現 も変動す ることが報告 された20。 この こ とか ら、Isxは小腸吸 収細 胞 内の βカロテ ンの取 り込 みか らレチ ノイ ドヘ の転換 までの調節 に関わる因子 であ るこ とを示 唆 して い る。 著者 らの

BCM0 1発

現 に関わ るこれ までの研 究 は29-30、 ニ ヮ トリ胚及 び ヒナの小腸 を用 いて、発達過程 にお ける

BCMOl遺

伝 子発現性 の変動 を解析 した。 さらに、各組織 の成熟化 に レチ ノイ ン酸 の生理作 用 が 必須 であ り、その合成酵素 であ る

RALDHと BCMO l遺

伝 子発現 の関連性 を検討 した。 また、ニ ワ トリ小 腸及 びヒ トの小腸上皮吸J難田胞 をモデル としたCaco-2 BBe細胞 にグル ココルチ コイ ドや 甲状腺 ホルモ ンを 投与 し、

BCMOl遺

伝子 の発現性 を検討 した。

長崎県立大学 看護栄養学部紀要 第 9巻 (2008)

4.ニ

_{ワ トリヒナ及び ヒ ト小腸上皮吸収細胞様細胞株}

_{CacO-2 BBe細}

_{胞 の}

_BCMol発

現 に関 する研 究

(1)ニ

_{ワ トリヒナ十二指腸の発達過程における}

_BCMolと

_{RALDH l遺}

_{伝子発現の関連性} ニワ トリ胚およびヒナの発育や各組織発達において、ビタミン

A(レ

チノイン酸

)は

必須の栄養素である。 孵化後 2日 までのニワ トリヒナは餌 を摂取せず、腸管腔に入 り込んだ卵黄からβカロテンまたはレチノー ルが供給 されてレチノイン酸を合成 していると考えられている3か 。 また、ニヮ トリヒナの十二指腸 を用いたr 研究では、

BcMol酵

_{素活性 は孵化 した数 日後 に急激に上昇 し、十二指腸の絨毛細胞の成熟過程期に}

_BcMo

l酵 素活性が誘導 されることを報告 した39、30。 そこで著者 らは、孵化前から孵化数 日後のエワ トリ胚及びヒ ナの十二指腸 を用いて、

BcMo l遺

_{伝子発現の変動について解析 し、さらにレチナールからレチノイン酸を} 生成する酵素

RALDH lと

BcMo l遺

_{伝子発現の変動 との関連性 を検討 した}8ω 。その結果、ニワ トリヒナの 孵化後 において、

BcMo l遺

_{伝子発現量が増大 した (図 2)。 同様 に、}

_{RALDH l遺}

_{伝子発現量 も急激 に孵化} 後 に増大 した。また、血清 βカロテン濃度 もニヮ トリ孵化前後において急激に上昇することが報告 されて いる切。これらのデータか ら、孵化後数 日間は

BcMo lに

_{よって βカロテ ンか ら転換 された レチナールか} らレチノイン酸生成が活発であることが示唆される。このように、孵化前後のニワ トリヒナの

BcMol発

現の生理的役割 として、未成熟の小腸 を発達 させるために、ビタミン

A(レ

チノイン酸

)供

給 に寄与 してい ることが考えられる。

BCM01

(Days) BC 101 1 o.l Kb)' RALDH l (Day9 E18 RALDHl t2.3Kb) ● 18S (1.8Kb)

８

一一

Ｅ

弱

ｓ

韓

３ 静

！

機

・

・８ Ｓ い   ３ ， Ｏ Ｆ ︲ 却 ﹁ ２ ． ０ 卜 ︲ 齢 ︲ ・ ， ０ 卜 ︲ ｏ ・ ５卜 ︲ ＯＬ Kb) E18 0 3 5 8 _{15 gDays)} 2.S 将2.0 3

憂

1.5 日 ど1,o H 館 0.5 0 卒

Hatth Penbd OfdevdOpment HatcL Days ofdttdOpment! 3 5 8

図

2

三 ワ トリヒナ孵化前後 の十二指陽

BCM01と

RALDH l遺伝 子発現 の変動

BCMOlと RALDHl mRNA発_{現量は、ノーザンブロット法により解析 し、18S rRNA発 現量で補正した相対値をグラフ化した}

(平均値

±SEM、 n=11-12)。 E18は18日胚(孵化2日前)を_{示す。異なるアルファベットは有意差を示す ●}<o.05、 Duncan's test)。

(2)ニ

ワ トリ十二指腸の

BCMol遺

_{伝子発現に及ぼすハイ ドロコルチゾンの影響} 副腎皮質か ら分泌 されるグルココルチコイ ドゃ甲状腺ホルモンは、小腸上皮吸収細胞の分化・成熟おいて 重要な生理的役割を果た している30。 先述 したように、エワ トリヒナ十二指腸の

BCMO l発

現は孵化後急激 に上昇する。従って、ニヮ トリヒナ十二指腸 において、これらのホルモンの作用によって

BcMol発

現が どの ように影響するかを検討 した30。 まず、孵化前後のニワ トリヒナを用いて、ニヮ トリの生理的グルココ ルチコイ ドである血清ハイ ドロコルチゾン (hydЮ co

sOne:HC)濃

_{度変動 を測定 したところ、}

_{BcMo l発}

_現

変動 と類似 していることが分かった (図3A)。 次 に、ニ ヮ トリ胚 (受精卵

)に Hc投

_{与 した ところ、孵化} り 寄 共 喜 く 密 鋼 日 ０ ＞ 導 ミ 窮 館

０ ・ ６ ０ 。 ５ ０ ・４ ０ 。３ ０ ・２ ０ ・ １ ０ 命 皇 ヽ こ の ﹃ ｏ ‘ ヽ と 目 ８ ﹃ ０ ０ ０ 目 日 喜 ３ ∽ Day18 embryo control HC

8招

;

湛

Kb) 0-day―old control HC

H

お 別 １ ・５ ・_，０ ０_・５ ０ り ︻ り 、５ ︻ 鸞 ヅ ″ 唱 Ｈ 。 ＞ 導 こ 巧 立 ︻ 8 0

Ⅱ

れ

ch Period of development

E18 P 3

Ⅱatch Period of development 図

3

ハ イ ドロコル チ ゾンは孵化前後 のニ ワ トリヒナ十二指陽 の

BCM01遺

伝 子発現 を誘 導 す る

(Alニヮトリヒナ孵化前後の血清ハイ ドロコルチゾン(HC)の濃度変動をELISA(Enzymc■ ed iHImunosorbent assay)に よつて測定した

(平均値上SEM、 n〓 9-15)。 異なるアルファベットは有意差を示す ●<0.05、 Duncan's ttst)。 (B)ハイドロコルチゾンによるニワトリヒ

ナ孵化前後の十二指腸BCMOl遺伝子発現への影響。BCMOlと

RALDH l―

A発現量は、ノーザンブロット法により解析 し、18S

TRNA発現量 で補 正 した相対 値 を グラ フ化 した (平均 値 ±SEM、 ■=6-9)。 E18は18日胚 (孵化2日前)を示 す 。*:フ <0.05(Smdent's

t test)。 2日 前 (ニワ トリ胚18日

)及

び孵化 当 日で

BCM0 1遺

伝子発現量が増大 した (図 3B)。 これ らの結 果 か ら、

Hcは

BCMOl発

現 を遺伝 子 レベ ルで誘導す るこ とが示唆 された。 また、

HC投

与群 で は、甲状腺 ホルモ ン の活性型である トリヨー ドサ イロニ ン (T3)の血清濃度 も上昇 していた29。 これ らの結果 か ら、孵化前後 に お けるニ ワ トリ十二指腸 の

BCM0 1発

現誘導 には

HC及

びT3などのホルモ ン因子 に よつて調節 され てい る 可能性 を考 えた。

(3)CaCO-2 BBe細

胞 の ビタ ミン

A吸

収 。代謝 に及 ぼすT3の影響

CacO-2 BBe糸田胞 は、Caco-2細 胞 か らサ ブクローニ ング された細胞 である。小腸吸収細胞 は、未分化 の ク リプ ト細胞 か ら増殖 し、絨毛先端へ と分化 ・成熟す る過程 を有す る特徴 があ る。Caco-2 BBe細胞 は ヒ トの 小腸吸収細胞 の形態学的 に良 く似 た特徴 を示すモデル として用 い られてい る30。 また、

BCM0 1酵

素活性 は

Caco跡

田胞 で は検 出で きないが、Caco-2 BBe細胞 で は

BCMO l酵

素活性 及 び遺伝 子発 現量 ともに Caco-2 細胞 に比べ てか な り高い°ヽ朝｀3つ 。従 って、著者 らはヒ ト小腸吸1琳田胞 の ビタ ミン

A及

び βカロテ ン吸収 ・代 謝 に関わる冴 究ではCaco 2 BBe細胞 を用 いてい る。 上記 の結果の ように、ニワ トリヒナ十二指腸 での

BCM0 1発

現 は、

HCや

T3の影響 によって九進 され る可 能性 を示 した。そ こで、著者 らはCacO-2 BBe細胞 を用 いて、T3及び合成 グル ココルチ コイ ドであ るデキサ メタゾンに よる

BCMO l発

現へ の影響 について検討 した鋤。その結果、デキサメタゾンで処理 した Caco-2

BBe細

胞 で は

BCM0 1発

現 は変動 しなか ったが、T3で処理 した場合 、濃 度依存 的 に

BCM0 1遺

伝 子発現量 が増大 した (図4A)。 さらにCaco-2 BBe細胞 が未分化 の状態 よ りも、 コンフルエ ン ト7日 後 の成熟 した状

態 で顕著 に

BCM0 1遺

伝 子発現量 が増大す る ことが分 か つた (図4B)。 また、転写 阻害剤 であるア クチ ノ

マイシ ン

Dと

T3で同時 に処理 した細胞 中で は、T3による

BCM0 1発

現量 の増大 を抑制 した (図4C)。 これ

らの結果 か ら、

BCMOl発

現 は転写 レベ ルで 吼に よつて調節 され る可 能性 を示 した。同時 にT3で処理 した CacO-2 BBe細胞 は、

LRAT遺

伝子発現量 も増大 した こ とか ら (図4D)、 T3はβカロテ ンか らビタ ミン

Aの

転換 、更 にその腸管吸収 に関わる遺伝 子発現 を調節 してい る可 能性 を示 した。 しか し、

BCM01発

現 がT3

長崎県立大学 看護栄養学部紀要 第 9巻 (2008)

7 days pos卜co■muent

図

4 Caco-2 BBe細

胞 のT9によ る

BCM01及

び

LRAT遺

伝 子発現 への影響

いCaco-2 BBe細 胞をジメチルスルホキンド(DMSO)及び1100由r T3で24時間処理 したときBcMol遺伝子発現畳。(B)コンフルエント

(細胞が培養器面を覆い尽 くした状態_)当 日及びコンフルエント7日後のCaco-2 BBe細 胞をDMSO及び1004M Taで 24時間処理 したとき

のBCMOl遺_{伝子発現畳。(CICacO-2 BBe細 胞 をDMSO、 1004M T 3及び5 vg/期アクチ ノマイシンDで24時 間処理 した ときの}

_BCMol

遺伝子発現量。(Dlcaco-2 BBe細 胞 をDMSO及び100nM島で24時 間処理 した ときのLRAT遺伝子発現量。い ―(D)のBCMol及びLRAT遺

伝子発現量 は、 リアルタイムRT‐PCRによって測定 し、内部標準 bosomal PЮtein,large,PO(RPLP O)で 補正 した相対値 をグラフ化 した

(平均値 士sEM、 n=4)。 *:P<o.o5,**:p<0.01(smdent'st― test)。

確 になっていない。今後、

BcMo lプ

ロモーター領域内の

TR結

合領域の同定や

TR発

現ベ クターを用いた トランスフェクションなどの遺伝子工学的(な手法 を用いた更なる研究が必要 とされる。 このように、ホルモ ンによる

BcMol遺

_{伝子発現の調節機序はヒ トやニヮ トリなどの種 によって異 なる} ことが考えられるが、小腸でのビタミン

A吸

_{収・代謝 を調節する上でこれ らのホルモンは必要不可欠であ} ると考えられる。 以上のように、我々はニワ トリヒナおよび cacO-2 BBe細 胞 を用いて

BcM0 1発

_{現の調節機序 について研} 究 して きた。ニヮ トリヒナの発達のために、十二指腸での

BCMO l発

現 はビタミン

A(レ

チノイ ン酸

)供

給源のための重要な生理的役割 を有 していることが考えられる。また、ニヮ トリとcacO-2 BBe細 胞 を用い、 各種 ホルモ ンを投与 した結果か ら、ニヮ トリとヒ トの間には

BCMol発

現誘導のメカニズムに種差がある か もしれない。それについては更に追究 してい く必要がある。現在、我々は、cacO-2 BBe細 胞 を用いた研

究 を中心 に進展 してお り、Hepttocyte nuclear factOr-4α _(IINF-4α

_)及

びIINF-lα に よる

BcMol遺

伝 子 発現 が遺伝 子転 写 レベ ルで調節 され てい る こ とを見 出 した。 これ らの転写 因子 や ホルモ ンは、互 い に競合 ま たは相互的に

BCMol発

現 を制御することで、小腸内での ビタミン

Aの

_{利用 と吸収・代謝、及び各組織ヘ} の輸送 を調節 し、各生体内のビタミン

Aの

_{恒常性の維持 に寄与 している可能性が考えられる。このように、} 4.0 5.0 ０       ０       ０       ０ ３       ２       １ り ︻Φ ＞ ０ ︻ 奪 じ 角 国 電 口 ０ ＞ 一 や_ヽ ︻０ 巳 ︹ ・ ０ ・ ０ ・ ０ ・ ０ ０ ４       ３       ２       １ の 巧 ＞ 留 く Ｚ 区 日 ● ＞ ︺ “ 巧 出 ・ ５ ・ ０ ・ ５ ０ １     １     ０ ∽珂 景 喜 く Ｚ 留 日 Φ ＞ 攀 “ 巧 雷 ・０ お ・０ ・５ ０ ２     １     １     ０ 黎 ｏ 景 喜 く Ｚ 留 日 ０ 〓 ↓“ 巧 目 C. 2.5 _2.0

DLIS() 1■ 【 lo nW1 100 n I conauclnt day

我 々のニワ トリヒナお よびCaco-2 BBe細胞 を用いた研 究成果 は、 ビタミン

A生

体 内利用効率やその代 謝 の 恒常性 をについて新 たな基礎 的知見 を掲示で きる と考 えている。

5.ま

と め ビタ ミン

Aは

小腸 の成熟化 や小腸吸収細胞 の増殖 ・分化 において必要不可欠 な生理作用 を有 す る。ニ ワ トリヒナの孵化期 における十二指腸 で は、

BCMO l遺

伝 子発現が増大 し、同様 に

RALDH l遺

伝子発現 の変 動 も認 め られた。 これは、十二指腸 の機能発達、成熟 のため に βカロテ ンか ら由来す る レチ ノイン酸生成 に必要である と考 え られる。 また、

BCMO l発

現 はニワ トリ十二指腸や ヒ トの小腸吸収細胞 をモデル とした caco 2 BBe細胞 において、それぞれハ イ ドロコルチ ゾ ン及 び 島に よ り

BCMO l発

現 を克進す るこ とが示 さ

れた。

引 用 文 献

1.武

藤泰敏:レチノイド・カロテノイド ー体内代謝と発癌予防―、 1-4、 南山堂、東京、1997。

2. Miller M,Hum帥礎yJ,JOlnson E,Marnda E,Brooklneyer R,Katz J:れhy do childttn become vitalnln A deicient?J Nutr 132:2867

S-2880S,2002.

3. Sonlmer A,Dが dson FR:An■ ∝y Accords:Assessment and control of vitamin A deiciency:he Annecy Accords.J Nutr 132:2845S―

2850S,2002.

4。 SilverFnan AK,Ellis CN,Voorhees JJ:Hypervitanlnosis A syndrome:a paradigm of reinoid side erects.J Am Acad Dermatol16:

1027-1039,1987.

5.Rohman Ю_{,Moore LL,Shger MR,Nguyen US,Manmno S,M} unsky A:Teratogenicity of high tamin A intake.N EnglJ Med,

333,1369‐1373,1995.

6. Duing A,Dawson AD,Hamson EHi Carotenoid transport is decreased and expression of he■ pid transPorter SR―BI,NPCILl,and

ABCAl is downregulated in Caco-2 cens treated witt Ezeimibe J Nutr 135:2305-2312,2005

7.Glover tt The conversion ofβ ‐carOtene nto wiamin A Vitam Horm 18:371-386,1960.

8.Goodman DS,Blomstrand R,Wemer B,Huang HS,Shato ■The intesthal absorpion and metabolism of tamin A and β―CarOtene

in rnan.J Chn lnvest 45:1615‐ 1623,1966.

9, Ong DE:A novel retAno卜bind g protein from rat.Pu icaこ on and prartial characttnzation.J Biol Chem 259:1476‐ 1482,1984 10.Crosas B,HyndmaII DJ,Gallego O,Martras S,Pares X,Hylm TG:Human aldose reductase and human smttl intesine aldose reduc―

tase are emcient reinal reductasesi consequences for rednoid lnetabo近 sm.Biochena J 373:973-979,2003.

11.Kakkad BR Ong DE:Reducion of retinaldehyde bound to cellular retinolもinttng pЮtein(type II)by HiCЮ somes hm rat smallin― testine J Biol Chen1 2631 12916‐ 12919,1988.

12. MttDonald PN,Ong DE:Evidence for a lecittin― retinol acyltransferase activity in he rat smttl intestine.J Biol Chem

263:12478-12482,1988.

13.Ong DE,Kakkad B,MacDonald PN:Acyl COA― dependent esttflcation of reinol bound to cenular reinol― binding prottin(type Ⅱ)

by H cЮsomes from rat sman intestine.J Biol Chena 262:2729-2736,1987

14. Harrison EH:Mcchanism of digestion and absorpこ on of detary vitaxm A.Annu Rev Nutr 25:87-103,2005,

15,Zhao D,McCarery R s K」,Ntte RL,Hogan R Chin岬,Drtter UC:Molecular identincatiOn of a maJor retinoic―acid― synhesizing enzyme,a retinaldehyde‐ speciic dehydrogenase.Eur J Biochen■ 15:15-22,1996

16. Chambon P:A decade of lnolecular biology of retinoic acid receptors FASEB J 101 940-954,1996.

17.Levin AA,Sturzenbecker LJ,Kazmer S,Bosakows題 呪HuseltOn C,Allenby G,Speck J,Kratzeisen C,Rosenberger M,Lovey A,

Grippo JF:9-cis reinoic acid stereoisomer binds and act ates the nuclear ttceptOr RXRα .Nature 355:359-361,1992.

18. AⅡenby G,Bocquel岨,Saunders M,Kazmer S,Speck J,Rosenberger M,Lovey A,Kastner R Crippo n Chambon R Levin AA:

Rednoic acid receptors and reinoid X receptors:interactions widl endogenous retinoic acids.Proc Nad Acad Sci USA 90:30‐ 34,1993.

19.Rigmp KM,Ong DE:A retknyl ester hydtolase act ity intrinsic to tte brush border membrane of rat small intesine.Bioche stry 31, 2920∼2926,1992.

20.Leuenberger MS,Engdoch―Jarret C,and Woggo■ WD:The reacion mechaIIIsm of the enzyme―catalyzed centtal cleavage of β―

carotene to retinal.Angew Chenalnt Ed 40,2614-2617,2001.

長崎 県立大 学 看 護 栄養 学 部紀 要 第9巻 (2008)

matography.Anal Biochcn1 241,199-205,1996

22.Duszka C,Groher R Attm EM,Alexandre― Gouわ au MC,BOrel鳥 Aztts一Braesco V:Rat intesinal卜 carOtene dioxygenase“tiviv is located p marily in he cytosol ofmaturejeiun4al enterocytcs.J Nutr 126:2550-2556,1996.

23.BOulanger A,McLemore R Copcland NG,Gilben DJ,Je撤ねs NA,Yu SS,Gendeman S,Redmond TM:Idendacation of _β―CarOttnc 15,15'一monooxygenase as a peroxisome pЮliferator―actiTated receptor tareCet gene.FASEI〕 J17:1304-1306,2003.

24.COng X,Tstt SヽⅥ Yan B,Rubin LP:Coopettdon betteen MEF2 and PPARArin human intestmtt _{β,β Carotene 15,15'― monooxygenase} gene expression BMC MOI Bio1 7:7,2006.

25. Lindqvist A,Sharlrin J,sharvill l)E,Andersson S:Loss― of―hnCioa mutaion in carotenoid 15,15'― monooxygenase identifled in a pa― ient、vidl hypercarotenerxlla and hypovitattunosis A J lWutr 137:2346-2350,2007

26.Hessel S,EichngerA,Isken A,AmenguЛ _{J,Hunzelmann S,Hoeller U,EIste Ч Hunzlkerコ;COrnczyk R,OberhauserⅥ}

von Lintlg J, Wyss A:CM0 1 deflciency abolshes vitamnA pЮ _{duciOn frOm β―carotene and alters llpid metabolism in mice.J Biol Chem 28雰33553} -33561,2007.

27. Bachmann H,Desbarats A,Pa son tt Sedgelvick M,RIss G,Wyss A,Cardlnauit N,Duszka C,Gorttczyk R,GЮ _{lier P:Feedback}

reeOulation ofβ,β―CarOttne 15,15■monooxygenase by reinOic acid in rtts and chickens.J Nur 13多 3616-3622,2002

28.seino、 Mikitt Kiyon _{H,Abe■ FuiimotOコ;Kimura K,Tattuchi A,Takahash、 OiSO Ч IWanaoCa■ SeinO s:Isx pゼ cipates in}

he mttntenance of vit延 n A metabolism by reguladon Of _β一Carotene 15,15'― monooxygenasc(Bcmo l)expression.J Biol Chem 283:

4905-4911,2008.

29.山 口範晃:県立長崎シーボル ト大学大学院 修士学位論文 “The study of development gene expression of _β―Carottne cleavage

enzyme and retinoic acid signaling in chick duodenu■ l and livei"、 2005。

30.Yamaguchi N,Yamalnoto■ Sumga K,Takase S:D"elopmental changes in gene exprcssiOns of _{β_carotene cleavtte enzyme and red} noic acid synthesizing enzymes in the chck duodenum.Comp Biochem Physiol A Mollntegr Physiol 148:690-697,2007.

31. 激衝maguch N,Suruga K:Tttiodottyronine stimulates CMO l gene expressiOn in human htestinal Caco-2 BBe cens Life Sci82:789-796,2008.

32.Tょase S,Suruga K,Suzuki R,Goda T:Relatlonship bet、 veen peinatal appearance of cellular rcdnOl― binding prote ,type Ⅱ and retl一

nal reductase activity in chick Lve■ Life Sci 58:135-144,1996

33,Taiima s,Goda■ Takase Si CoOrdinated distribuion padems of ttee enη me actlwides i耐 olved in he absOrption and metabolism of β―CarOtene and v並剛In A along he villus― cりpt ttis Of chick duOdenum.Life Sci 65:841848,1999.

34.Taiima s,coda■ Takase Si Co―ordinated inducion of _β―Catotene clettage enzyme and reこ nd reductase the duodenum ofthe de―

veloping chicks.Comp Biochenl Physiol B Biochem Mol Biol 128:425-434,2001.

35. Henning SJ:Postnatal development cOOrdinaton of fceding,dlgestiOn,and lnetabottsm Am J Physio1 241:G199-G214,1981. 36. Peterson MD,Moosdor MS:An in vitro model for he anttysis of intesO■ _{al bmsh border assembly I.Ultrastrucmral analysis of cell}

contact―induced brush border assembly in Caco-2 BBe cens,J Cell sci 105:445-460,1993.

37.During A,Abaugh G,SI h JC Jr:Charactenzation of _β‐carotene 15,15■ dioxygenasc a飢 ity in TC7 clone of humm intesinal ce■