胃酸分泌はparietal cell中のcAMPの上昇によって引き起こされる。しかし、cAMPの上昇以後の細胞内での情報伝達についてはほとんど解析が進んでいない。その理由として、胃酸分泌機構の解析においては適切な透過性細胞系が存在しない事が挙げられる。これまでに、ウサギ胃底腺においては-toxin透過性胃底腺が報告されているが、このモデルではcAMPに反応して胃酸分泌を生じるものの、分子量1,000以上の分子を細胞内に導入する事ができないため、細胞内での情報伝達の解析を行うには限界があった。また、-toxinよりも大きな孔を生じ、自由にタンパクを透過することの出来るdigitonin透過性ウサギ胃底腺においては、細胞膜に透過性を与えた後ではcAMPに対する応答が消失する事が示されている。そこで、まず始めに、胃酸分泌における刺激分泌応答を保持したままで、より大きな分子(peptide fragment)を細胞内に導入できる透過性ウサギ胃底腺を作成する事を第一の目的とした。また、digitonin透過性胃底腺において刺激分泌応答が消失する理由として、細胞膜に生じた孔から胃酸分泌に重要なタンパクが漏洩することが考えられる。そこで、次にdigitonin透過性ウサギ胃底腺において消失した胃酸分泌応答を再構成することを第二の目的とした。

　細胞内にpeptide fragmentを導入できる透過性胃底腺モデル(-escin透過性胃底腺)を作成することによって、PKAの下流にMLCK様のkinaseが存在するという全く新規な情報伝達経路を示唆した。さらに、digitonin透過性胃底腺においては、cytosolを補う事によって胃酸分泌の再構成に成功し、胃酸分泌活性化に関与するkey moleculeの1つとしてPITPを見出した。以上、本研究によって確立された2つの細胞膜透過性胃底腺モデルは、胃酸分泌活性化における細胞内情報伝達経路研究のbreak throughとなった。

-escin透過性胃底腺モデル

　本研究の前半においては、-escinを用いることによって新規な細胞膜透過性胃底腺モデルを確立した。このモデルはcAMPに応答して胃酸を分泌する活性を保持したままで、細胞内にペプチドフラグメントを導入することが可能であり、胃酸分泌におけるcAMPの下流にある細胞内情報伝達系の解析に非常に有用であった。このモデルを用いることで、cAMPに依存した胃酸分泌がcAMP-dependent protein kinase(PKA)によって生じることを初めて確認し、他のkinaseや低分子量GTP結合タンパク質の関与の可能性を検討する途を拓いた。さらに、胃酸分泌応答においてmyosin light chain kinase(MLCK)様のkinaseが重要な役割を果たすことを明らかにした。

　本研究の後半において、従来のジギトニン透過性胃底腺においてはcAMPによる胃酸分泌応答が消失することに注目し、cytosolを補うことで新たなin vitro再構成系を作成することに挑戦した。この系を用いることによって、brainから得られたcytosolがジギトニン透過性胃底腺における胃酸分泌応答を回復させることを見出した。種々の精製法を組合せることによって、brain cytosol中の胃酸分泌の活性化因子は少なくとも2つの成分からなっていることを明らかにし、そのうちの1つが-PITP(phosphatidylinositol transfer protein)であると同定することに成功した。興味深いことに、胃底腺から得られたcytosolはそれ自体では胃酸分泌を活性化することが出来なかったが、胃底腺cytosolをゲル濾過カラムをもちいて分画化したところ、胃底腺にはbrain cytosol中にも存在する胃酸分泌を刺激する活性とともに胃酸分泌を抑制する活性が存在することを見出した。胃底腺を刺激すると、cytosol中の刺激活性は変化しないが、cytosol中の抑制活性が増大するという現象が観察された。以上の結果は胃酸分泌の細胞内調節因子を分子レベルで理解する突破口を拓くものとなった。

　本研究は、以下に示す2つのことを初めて明らかにした。

　1)細胞内にペプチドを導入できる透過性胃底腺モデルを作成することで、PKAの下流にMLCK様のkinaseが存在するという新規な情報伝達経路の可能性を示した。

　2)ジギトニン透過性胃底腺にcytosolを補うことによって胃酸分泌の再構成に成功し、胃酸分泌の活性化に関与するkey moleculeの1つとしてPITPを見出した。

　故に、本研究は壁細胞の細胞生物学に多大な寄与をなすものであり、博士(薬学)の学位を授与するに値するものと認めた。