脊椎動物のエラと腎臓におけるプロトンポンプH/K-ATPaseの胃外発現

Extra-gastric expression of the proton pump H/K -ATPase in the gills and kidney of the teleost .

• Ebtesam Ali Barnawi
• Justine E Doherty
• Patrícia Gomes Ferreira
• Jonathan M Wilson

抄録

カリウムの調節は、脊椎動物の興奮性組織の適切な機能に不可欠である。HKα1（遺伝子：）とHKβ（遺伝子：）のサブユニットからなるH/K-ATPase（HKA）は、哺乳類ではカリウムと酸塩基の調節において確立された役割を持っており、胃の酸性化における役割はよく知られています。しかし、鰓や腎臓などの胃外臓器におけるHKAの役割は、特に魚類ではあまり明らかにされていない。本研究では、ナイルティラピアを用いた研究で、K サロゲートフラックスマーカーであるルビジウム（Rb）の取り込みが確認されたが、胃HKAの強力な阻害剤であるオメプラゾールを用いても、この取り込みは阻害されなかった。この結果は、オメプラゾールと胃HKA阻害剤SCH28080ではRbの取り込みが有意に阻害された鰓と腎臓の標本とは対照的であった。鰓と腎臓の両方におけるこのポンプの細胞局在化は、Atp4aとAtp4bに特異的な特注の抗体を用いた免疫組織化学的手法を用いて実証された。両方のサブユニットに対する抗体は、エラではアピカルイオノサイトの分布パターンが、腎臓では収集管/ダクトの分布パターンが同じであった。Atp4a抗体の特異性はウェスタンブロッティングで確認した。また、両サブユニットの発現を確認するために RT-PCT を用いた。これらの結果を総合すると、初めて腎臓でのK（Rb）の取り込みと、オメプラゾールとSCH28080による取り込み阻害によりHKAが関与していることが示され、腎臓の鰓のイオノサイトと収集管/ダクトセグメントでのK吸収におけるHKAの役割が検証されました。

Potassium regulation is essential for the proper functioning of excitable tissues in vertebrates. The H/ K-ATPase (HKA), which is comprised of the HKα1 (gene: ) and HKβ (gene: ) subunits, has an established role in potassium and acid-base regulation in mammals and is well known for its role in gastric acidification. However, the role of the HKA in extra-gastric organs such as the gill and kidney is less clear, especially in fishes. In the present study in Nile tilapia uptake of the K surrogate flux marker rubidium (Rb) has been demonstrated ; however, this uptake was not inhibited with omeprazole, a potent inhibitor of the gastric HKA. This contrasts with gill and kidney preparations where tissue Rb uptake was significantly inhibited by omeprazole and SCH28080, another gastric HKA inhibitor. The cellular localization of this pump in both gills and kidney was demonstrated using immunohistochemical techniques using custom made antibodies specific for Atp4a and Atp4b. Antibodies against both subunits showed the same apical ionocyte distribution pattern in gill and collecting tubules/ducts in kidney. Atp4a antibody specificity was confirmed by Western blotting. RT-PCT was used to confirm the expression of both subunits in gill and kidney. Taken together these results indicate for the first time K (Rb) uptake in and that the HKA can be implicated by the uptake inhibition by omeprazole and SCH28080, verifying a role for HKA in K absorption in the gill's ionocytes and collecting tubule/duct segments of the kidney.

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