1359
日 本 内 分 泌 会 誌.(Foliaendocrinol.jap.)53,1359∼1367.1977
シ ンポ ジウムil:ホ
3.甲
ル モ ン レ セ プ ター
状腺 ホ ル モ ンの 受 容体
京都大 学放射 性同位元素総合センター及び第二 内科 浜
田
哲
研 究協 力者 南
野
正
隆,中
Thyroid
村
Hormone
Satoshi
浩
淑
Receptors
HAMADA
Radioisotope Research Center, Kyoto University and Department of Internal MedicineII, Kyoto University School of Medicine Although of action, action.
the thyroid
very little
Recently,
proteins.
hormones
however,
much
In this symposium,
Cytosol
binding
methods.
in the liver proteins
cytosol
by Pevikon
are relatively
Nuclear
hormone-specific
and cytosol
binding
in these fields were presented
to-
hormones
were demonstrated
proteins
specific
electrophoresis.
The
and large in capacity.
in animal
tissues
for T4 and T3 were found binding
sites of cytosol
The cytosol
proteins
com-
and degradation of hormones. Therefore, they are thought transport of hormones and possibly in the regulation of
protein
protein
in the chromatin
with
large in hormone-responsive for T4 analogues
the nuclear
a-GPD
advances
binding
thin-layer
binding
binding affinity more,
recent
in nuclear
sites
of hormone
metabolism.
a non-histone latively
has been made
for thyroid
all, multiple
petitively inhibit nuclear binding to participate in the intracellular hormone
progress
and mechanism
results.
proteins Above
so far of the receptors
therefore,
gether with our newly obtained by various
are believed to exert their effects on intracellular
has been known
activity.
increased
occupancy Our
in T3-treated
T3-binding
protein
molecular
mechanism
recently
following
low-capacity
by Oppenheimer
site for T3 was found
et al. The binding
organs and small in non-responsive is very closely related
of T3 was shown obtained
hyperthyroid
is a thyroid
a high-affinity,
results
to be closely
rats. Therefore,
hormone T3-binding
第53巻
receptor remains
第12号
that
related
as
is re-
organs. The relative
with their hormonal
indicate
capacity
activity.
Further-
with mitochondrial
the T3-binding
capacity
was
it appears very likely that the nuclear controlling
hormonal
to be elucidated.
action,
although
a
1360
甲状 腺 ホ ルモ ンの受 容 体(浜 田,他2名) は
じ
標識 され た 甲状 腺 ホ ルモ ンを動物 に投 与す る と,肝 て細胞 内 に分布 す る.こ
め
に
・腎 な ど の い わ ゆ るホ ルモ ン反応 性臓 器 に と り こ ま れ
の こ とか ら甲状 腺ホ ルモ ンの 受 容 体 は細 胞 内 にあ る と考 え られた が,そ の 詳 細 は 永
ら く不明 で あ つた. しか し最 近 甲状 腺 ホ ル モ ンの受容機構 も次 第 に解 明 され,図1の
模 式 図 に示 す よ うな機構 が 考 え ら れ る に
至 った.即 ちひ 細 胞 内 に はサ イロキ シン(以 下T、)及 び トリ ヨー ドサ イ ロニ ン(以 下T、)を そ れ ぞ れ特 異 的 に結 合す る細 胞 質 性 結 合 蛋 白 が存 在す ること み 核 の 非 ピ ス トン蛋 白 にT,を 特異的 に結 合 す る 結 合 蛋 白 が存 在 し・これ が遊 離 型 のT、を結 合 す る こと し 分泌 され たT、の 約%が 末 梢 細胞 でT3に 変換 され,ま た 他 の 約% はホ ルモ ン作 用 阻 害 効 果 を もつ リバー スT,(r-T,)に
変 換 さ れ る こ と な どで ある.以 下細 胞 質 及 び核 の ホ
ルモ ン結 合 蛋 白 につ い て 我 々 の成績 を中心 に述 べ る.
図1.甲
1.甲
状 腺 ホ ルモ ンの受 容 機構
状 腺 ホ ルモ ン の 細 胞 質 性 結 合 蛋 白
血 清蛋 白 中 にT、結 合 グ ロ ブ リン(TBG)の
よ う な ホ ル モ ン 担 体 蛋 白 が存 在す るよ うに,細 胞 質 中 にT 、 結
合蛋 白が 存 在 す る こ とは 早 くか ら予想 され ・ 血 清T、結 合 蛋 白 の 研 究 法 にな ら つて涌紙或 い は寒 天 を 支 持 体 と した電 気泳 動 に よ り細 胞 質 性 結 合蛋 白の研 究 が行 な わ れ た.し
か し細 胞 質性結 合蛋 白のホ ルモ ン親 和 性 が 弱
く,標 識 ホ ル モ ン が泳 動 中 に解離 す るため にその証 明 は困 難 で あ つた.そ こで 我 々は電 気泳 動 の 支 持 体 と し て種 々の物 質 を 検 討 し,ペ ピ コ ンC-870が
甲 状 腺 ホ ル モ ン に 対 す る吸着 性 が弱 い こ とを見出 し,こ れ を支
擶 本と した薄 層 電 気 泳 動 法 を考 案 した.こ れを用 い て ラ ッ ト肝 の 細 胞 質 中 に,血 中の もの とは異 な るT、結 合 蛋 白 及 びT、結 合 蛋 白 が それ ぞ れ 複 数 に存 在 す る こ とが証 明 され た. ラ ッ ト肝 の細 胞 質 性 結 合 蛋 白のT,に 対す る親 和定 数Ka及
び 最 大 結 合 能 をDextran.coatedCharcoal法
を用 いて測 定 す る と・ 図2に 示 す よ うにKaが 大 き く(IO7M『1)結
合 能 の の小 さい(約IO-8M)結 合部位 と , Kaが 小 さ く 結 合 能 の 大 きい 結合 部位 が認 め られ る.T、 で は 図3に 示 す よ うに3種 類 の結 合部 位 が み られ る が ・Kaが108M"'の
成 分 は機 能 低 下 ラ ットのみ に認 め られ,そ の 分 子 量 はセ ファデ ツクスG-200ゲ
約10万 で あ つた. 第53巻
第12号
ル?戸過 で
日
図2.機
図3.機
本
内
分
泌
学
雑
能 低 下 ラ ッ トの 肝 細 胞 質 のT3結
能 低 下 ラ ッ トの 肝 細 胞 質 のT4結
我 々は ヒ ト肝 細 胞 質 につ い て も同 様の検索 を行 ない,ペ にそれぞ れmajor及
会
びminorcarrierの
誌
合 のScatchardplot.
合 のScatchardplot.
ピ コ ン薄 層電 気泳 動で細胞 質性T、及 びT3結 合 蛋 白
二種 類 が存 在 す る こ と を 見 出 した.
更 に ヒ ト肝 細 胞 質 に標 識T、を結合 させ て庶 糖密 度 匂 配 超 遠 心 法 で 分 画す ると,図4に Sの 二 っ のpeakが 認 め られ,両 者 はセ フ ァデ ツクスG-200で plotを行 な うと,8S分
1361
画 は図5に 示 す よ うに,Kaが107M-1の
示 す よ う に8Sと4
分 離 され た.そ れぞれ につ いてScatchard 単 一 の 結 合部位 をもつ の に対 し,4S分
画は
複 数 の結 合部 位 を示 し た. 以上 の よ うな 細 胞 質 性 結 合 蛋 白は,他 種 の動物 の 肝 及 び そ の 他 の 組織 に も存 在す るこ とが報 告 されてい る (表1). 第53巻
第12号
1362
甲状 腺 ホ ルモ ンの受 容 体(浜 田,他2名)
図4.放
射 性T、
を結 合 した ヒ ト肝 細 胞 質(上
よ び セ フ ァ デ ッ ク スG-200ゲ し た8S(中
段)並
段)お
ル濾 過 で 分 離
び に4S(下
段)蛋
白の
蕨 糖 密 度 勾 配 超 遠 心 パ タ ー ン.
図5.セ
フ ァ デ ッ ク スG-200で 8S蛋
白 のT4結
第53巻
分 離 し た ヒ ト肝 細 胞 質
合 のScatchardplot.
第12号
日
本
内
分
表1種
表2細
泌
学
会
雑
1363
々 の 組織 の 細 胞 質性 結 合 蛋 白の 結合 特 性
胞質 性 結 合 蛋 白の サ イ ロ キ シ ン類 似 体 に 対 す る相 対 的 親 和性
これ ら細 胞 質 性 結 合 蛋 白 のT,類 似 体 に対す る相 対 的親 和 性 は,表2に ば 亀に親和 性 が 強 く,ヒ
誌
ト肝 の8S蛋
示 す よ うに ラ ット肝 の 篤 結 合 蛋 白 で
白ぱr,に親 和性 が 強 く,そ れ ぞ れ ホルモ ン特 異 性 を示 す.
細 胞 質性 ホ ル モ ン結 合 蛋 白 が機能状 態 によ つて変 動 す る か否 か は従 来知 られて いなか つた.我 々 は種 々 の 機 能状態 の ラ ッ ト肝 に つ いて 検 討 した結果,鴨 結合 蛋 白 の 結 合 能 が機 能 充進 時 に有 意 に増 加 す る こ と を認 め た.し か しKaに は 変 化 が み られ なか つた. 細 胞 質性 結 合 蛋 白 の 生 理 的 意 義 はなお充分 明 らかで は な い.し
か しホ ルモ ン反応性 臓器 に多量 に存 在 し,
ホルモ ンを可 逆 的 に結 合 す る こ とか ら,ホ ルモ ンの細 胞 内 へ の 取 りこ み及 び細 胞内輸 送 に関与 す る と想 定 さ れて い る.更 に細 胞 質 蛋 白 はinvitroでT,の 脱 ヨー ドを阻 害 し,T,の 核 へ の結合 を抑制 す る と い わ れ,ま
た
上述 の よ うに機 能充 進 時 に鳴 結 合 蛋 白が増加す るこ とか ら,こ れ ら は抑 制 的 な 自己調節 機構 に関与 す る こ と が 推定 され る. 第53巻
第12号
1364
甲状 腺 ホ ルモ ンの受 容 体(浜 田,他2名)
ll.甲 甲 状 腺 ホ ル モ ン の 作 用 と して,従
状 腺 ホル モ ン の 核
レ セ プ タ ー
来 末 梢 細 胞 の 酸 素 消 費 の 促 進 が 重 視 さ れ て い た が,近
を投 与 し た 際 に み ら れ る 最 初 の 変 化 は核 に お け るRNA合 に遅 れ て 酸 素 消 費 の 増 加 が 起 り,こ
成 の 促 進 で あ り,こ
の ホ ル モ ン効 果 は ア ク チ ノ マ イ シ ンDで
年 甲状 腺 ホ ル モ ン
れ に 続 い て 蛋 白 合 成 の 促 進,更 阻 害 され る こ と が 見 出 さ れ た.
こ れ よ り甲 状 腺 ホ ル モ ン の 作 用 は核 に お け る遺 伝 情 報 の 発 現 の 調 節 に あ る と考 え られ る に 至 つた.最 enheimerら
は 核 の 非 ピ ス ト ン 蛋 白 にT,に 特 異 的 な 結 合 部 位 を 見 出 し,こ
近OPP・
れ が 甲 状 腺 ホ ル モ ンの 核 レ セ ブ.タ ー
と推 定 さ れ た. ラ ッ トに 微 量 の 標 識%を
投 与 して そ の核 内 分 布 を 調 べ る と,ク
時 に比 較 的 小 量 の 非 放 射 性T,を 投 与 す る と,ク い こ とが 知 ら れ た.こ
れ に 対 し標 識Tlは 大 部 分 が核 の 外 膜 に 結 合 し,ク
こ のT,を 結 合 し た ク ロ マ チ ン を ア ル カ リ性 の0.4MKCl溶 romoleculeComplexが
抽 出 さ れ,ま
液 で 処 理 す る と,分 子 量 約7万
直 接 結 合 す る.
た 我 々 の 成 績 で,Kaが10gM-1の
のT,結 合 蛋 白 のKa及
ッ ト肝 で はT,に 対 す るKaが10gM"',核
図6.ウ
のT3-Mac-
ピ ス ト ン蛋 白 と 結 論 さ れ た.
よ り そ の 結 合 部 位 の 性 状 を 調 べ る こ と が 可 能 で あ る.図
6は ウ サ ギ 肝 の 非 ピ ス ト ン 蛋 白 とT,と の 結 合 をScatchardplotし
め た も の で,ラ
の時同
合能 が小 さ
ロ マ チ ンに は 一 部 し か 結 合 し な い.
テ ロ イ ドホ ル モ ン の 場 合 と異 な り,遊 離 型 の%を
結 合 させ てScatchardplotに
合 部 位 が 存 在 す る の が 認 め ら れ る.表3は,核
結 合 す る.こ
は 著 明 に減 少 し,結
た プ ロ テ ア ー ゼ で 水 解 さ れ る こ と か ら,非
核 或 い は 抽 出 さ れ た 非 ピ ス ト ン蛋 白 は,ス 従 つてT,をinvitroで
ロ マ チ ン に60-70%が
ロ マ チ ン に 結 合 す る 標 識T還
第53巻
び 最 大 結 合 能 に関 す る 諸 家 の 成 績 を ま
一 ケ 当 り4000-一一8000の 結 合 部 位 が あ る.
サ ギ 肝 の 非 ピ ス トン 蛋 白 のT3結
第12号
単一 の結
合 のScatchardplot.
日
表3種
表4肝
本
内
分
泌
学
会
雑
1365
誌
々の 組 識 にお け る核T3結 合 蛋 白 の結 合特 性
の 核T3結 合 蛋 白のサ イ ロキ シン類 似体 に対 す る 相 対 的 親和 性
もし核 のT,結 合 蛋 白 が 真 の ホ ルモ ン受容 体で あ れば,い
わ ゆ る ホ ルモ ン類似体 の生物 活i生と それ らの 核 結
合 蛋 白 に対す る親 和 性 が平 行 す るこ とが考 え られ る.表4は,ホ
ルモ ン類 似体 の生物 活1生とラ ツ ト或 い は ウ
サギ肝 の核 ま た は 抽 出 核 蛋 白 に対す る相対的親 和1生と を示 し た もの で あ る.Triac(triiodothyroacetic acid)が
ラ ッ ト肝 で 強 い親 和 性 を示 す が 一般 に両 者 は よ く一一致 す るの がみ られる・
この よ うな核T,結 合 蛋 白 は肝 以外 の種 々の組織 に存 在 し,そ のT,に 対 す るKaは ほ ・"等しい が,最 大 結 合 能 は組 織 に よ つて著 し く異 な り,下 垂体 前葉,肝,腎
な ど の い わ ゆ る ホ ルモ ン反応性臓 器で は 結合 能 が大 き く,
脾,睾 丸 な ど の ホ ル モ ン不 反応性 臓 器で は小 さい。 こ の こ と は 結 合 能 の 大 きさが組織 のホ ル モ ン反 応 性 を規 定す る こ とを 支 持 す る. 核 のT,結 合 蛋 白 へ の ホ ル モ ン結合 とホ ルモ ン作 用 と の 関 係 に つ い て,OPPenheimerら pancy説,即
はNuclearOccu・
ち核 に は 一 定 数 のT,結合 蛋 白が存在 し,そ の 結 合 部 位 の飽 和度 がホ ルモ ン効 果 を規 定 す る と す
る仮説 を唱 え て い る.そ
の根 拠 は,図7に
示 す よ うに,ラ
ッ トに極 め て大量或 い は比 較的 少量 のT・を一 回 投
与 し,核 結 合 蛋 白 の 飽 和 度 とホ ルモ ン依存性酵 素 で あ る ミ トコ ン ドリアの α一GPD活 性 との 関係 を み る と, いず れの場 合 毛,核結 合 蛋 白 が飽 和 してい る間は酵 素 活性 は 上 昇 を続 け る が,鳴 がそれよ り解離 し始 め る と共 に酵素 活性 の低 下 が起 る. 第53巻
第12号
1366
甲状 腺 ホ ルモ ンの受 容 体(浜 田,他2名)
図7.ラ
ッ トに 少 量(20μg/100g体 (1250μg/100g体
重)のT3を
の ミ ト コ ン ド リア α一GPD活 clearOccupancyと
表5種
重)及
び 多量
投 与 した場 合 性 とT3のNu-
の 関 係(Oppenheimerら)
々 の機 能 状 態 の ラ ッ トに おけ る肝 の非 ピ ス トン蛋 白のT,に 対 す る親 和 定 数(Kα)及
び最 大 結 合 能
第53巻
第12号
日
図8.種
本
内
分
泌
学
会
雑
誌
1367
々 の 機 能 状 態 の ラ ッ トに お け る 肝 の 非 ピ ス トン 蛋 白 の 最 大 結 合 能 と α一GPD活
性 と の 関 係.
この他 に,ホ ルモ ン状 態 に よ つて核 のT,結 合蛋 白 のKa或
い は 最 大 結 合 能が変化 し,ホ ル モ ン作 用 を 制 御
す る とす る報 告 も あ る が,そ の成績 は一定 して い ない.そ の 原 因 と して内 因性 鴨 に対す る考慮 が な さ れ て い ない こと,機 能 充 進 ラ ッ トが%の 一 回投与 に よ つて作 られ て い る等 方法 上 の問題 が少 くない.そ
こで 我 々 は,
甲状腺 摘 除 ラ ツ ト及 び こ れ にT,を 投 与 して正 常機 能状 態 に した ラ ッ ト並 び に 多量のT,を3日 間投 与 した 機 能 充進 ラ ットにつ い て,内
因性T,に 対す る補正 を行 な つてKa及
に,補 正 を行 な わ な い 場 合 に は機能 元進 ラ ットのKaが 有意差 がみ られ ず,最
び 結 合 能 の変 動 を検討 した.表5に
有 意 に低 値 を示 す が,補 正 を行 な うとKaは
示す よう 各群 間 に
大 結 合能 は機 能充進 ラ ツ トで 明 らか に 増 加 す る こ とが示 された.
更 に核 結 合 蛋 白 の 結 合 能 と ミ トコ ン ドリアの α一GPD活 性 との 関 係 をみ ると,図8に
示す ように有意の正
相 関 がみ ら れ,結 合 能 の 増 加 がホ ルモ ン効果 の増大 と密 接 に関 連 す る こ とが示唆 された. この 他 甲状 腺 ホ ル モ ン不 応 性症候 群で リンパ 球 の核 鳴 結 合 蛋 白 の 結 合 部位 に異 常 があ る と報 告 さ れ て い る・ 以上 の成 績 は,本 結 合 蛋 白 が甲状腺 ホルモ ンの核 受 容 体 で あ り,そ の 結合部位 への 鴨結合 が ホ ル モ ン作 用 の発現 に直 接 関 連 す る こ と を強 く示唆 す る. 文
1) Oppenheimer
献
et al. Nuclear Receptors and Initiation of Thyroid Hormone Action. Re-
centProgr.HormoneRes.32:529,1976.2)浜 の 作 用 機 序 」(井 村 裕 夫,尾
形 悦 郎,西
田 塚 泰 美 編)医
第53巻
哲:甲
歯 薬 出 版.昭52年.
第12号
状 腺 ホ ル モ ン の 作 用 機 序 ・「ホ ル モ ン
日 本 内 分 泌 会 誌.(Foliaendocrinol.jap.)53,1359∼1367.1977
シ ンポ ジウムil:ホ
3.甲
ル モ ン レ セ プ ター
状腺 ホ ル モ ンの 受 容体
京都大 学放射 性同位元素総合センター及び第二 内科 浜
田
哲
研 究協 力者 南
野
正
隆,中
Thyroid
村
Hormone
Satoshi
浩
淑
Receptors
HAMADA
Radioisotope Research Center, Kyoto University and Department of Internal MedicineII, Kyoto University School of Medicine Although of action, action.
the thyroid
very little
Recently,
proteins.
hormones
however,
much
In this symposium,
Cytosol
binding
methods.
in the liver proteins
cytosol
by Pevikon
are relatively
Nuclear
hormone-specific
and cytosol
binding
in these fields were presented
to-
hormones
were demonstrated
proteins
specific
electrophoresis.
The
and large in capacity.
in animal
tissues
for T4 and T3 were found binding
sites of cytosol
The cytosol
proteins
com-
and degradation of hormones. Therefore, they are thought transport of hormones and possibly in the regulation of
protein
protein
in the chromatin
with
large in hormone-responsive for T4 analogues
the nuclear
a-GPD
advances
binding
thin-layer
binding
binding affinity more,
recent
in nuclear
sites
of hormone
metabolism.
a non-histone latively
has been made
for thyroid
all, multiple
petitively inhibit nuclear binding to participate in the intracellular hormone
progress
and mechanism
results.
proteins Above
so far of the receptors
therefore,
gether with our newly obtained by various
are believed to exert their effects on intracellular
has been known
activity.
increased
occupancy Our
in T3-treated
T3-binding
protein
molecular
mechanism
recently
following
low-capacity
by Oppenheimer
site for T3 was found
et al. The binding
organs and small in non-responsive is very closely related
of T3 was shown obtained
hyperthyroid
is a thyroid
a high-affinity,
results
to be closely
rats. Therefore,
hormone T3-binding
第53巻
receptor remains
第12号
that
related
as
is re-
organs. The relative
with their hormonal
indicate
capacity
activity.
Further-
with mitochondrial
the T3-binding
capacity
was
it appears very likely that the nuclear controlling
hormonal
to be elucidated.
action,
although
a
1360
甲状 腺 ホ ルモ ンの受 容 体(浜 田,他2名) は
じ
標識 され た 甲状 腺 ホ ルモ ンを動物 に投 与す る と,肝 て細胞 内 に分布 す る.こ
め
に
・腎 な ど の い わ ゆ るホ ルモ ン反応 性臓 器 に と り こ ま れ
の こ とか ら甲状 腺ホ ルモ ンの 受 容 体 は細 胞 内 にあ る と考 え られた が,そ の 詳 細 は 永
ら く不明 で あ つた. しか し最 近 甲状 腺 ホ ル モ ンの受容機構 も次 第 に解 明 され,図1の
模 式 図 に示 す よ うな機構 が 考 え ら れ る に
至 った.即 ちひ 細 胞 内 に はサ イロキ シン(以 下T、)及 び トリ ヨー ドサ イ ロニ ン(以 下T、)を そ れ ぞ れ特 異 的 に結 合す る細 胞 質 性 結 合 蛋 白 が存 在す ること み 核 の 非 ピ ス トン蛋 白 にT,を 特異的 に結 合 す る 結 合 蛋 白 が存 在 し・これ が遊 離 型 のT、を結 合 す る こと し 分泌 され たT、の 約%が 末 梢 細胞 でT3に 変換 され,ま た 他 の 約% はホ ルモ ン作 用 阻 害 効 果 を もつ リバー スT,(r-T,)に
変 換 さ れ る こ と な どで ある.以 下細 胞 質 及 び核 の ホ
ルモ ン結 合 蛋 白 につ い て 我 々 の成績 を中心 に述 べ る.
図1.甲
1.甲
状 腺 ホ ルモ ンの受 容 機構
状 腺 ホ ルモ ン の 細 胞 質 性 結 合 蛋 白
血 清蛋 白 中 にT、結 合 グ ロ ブ リン(TBG)の
よ う な ホ ル モ ン 担 体 蛋 白 が存 在す るよ うに,細 胞 質 中 にT 、 結
合蛋 白が 存 在 す る こ とは 早 くか ら予想 され ・ 血 清T、結 合 蛋 白 の 研 究 法 にな ら つて涌紙或 い は寒 天 を 支 持 体 と した電 気泳 動 に よ り細 胞 質 性 結 合蛋 白の研 究 が行 な わ れ た.し
か し細 胞 質性結 合蛋 白のホ ルモ ン親 和 性 が 弱
く,標 識 ホ ル モ ン が泳 動 中 に解離 す るため にその証 明 は困 難 で あ つた.そ こで 我 々は電 気泳 動 の 支 持 体 と し て種 々の物 質 を 検 討 し,ペ ピ コ ンC-870が
甲 状 腺 ホ ル モ ン に 対 す る吸着 性 が弱 い こ とを見出 し,こ れ を支
擶 本と した薄 層 電 気 泳 動 法 を考 案 した.こ れを用 い て ラ ッ ト肝 の 細 胞 質 中 に,血 中の もの とは異 な るT、結 合 蛋 白 及 びT、結 合 蛋 白 が それ ぞ れ 複 数 に存 在 す る こ とが証 明 され た. ラ ッ ト肝 の細 胞 質 性 結 合 蛋 白のT,に 対す る親 和定 数Ka及
び 最 大 結 合 能 をDextran.coatedCharcoal法
を用 いて測 定 す る と・ 図2に 示 す よ うにKaが 大 き く(IO7M『1)結
合 能 の の小 さい(約IO-8M)結 合部位 と , Kaが 小 さ く 結 合 能 の 大 きい 結合 部位 が認 め られ る.T、 で は 図3に 示 す よ うに3種 類 の結 合部 位 が み られ る が ・Kaが108M"'の
成 分 は機 能 低 下 ラ ットのみ に認 め られ,そ の 分 子 量 はセ ファデ ツクスG-200ゲ
約10万 で あ つた. 第53巻
第12号
ル?戸過 で
日
図2.機
図3.機
本
内
分
泌
学
雑
能 低 下 ラ ッ トの 肝 細 胞 質 のT3結
能 低 下 ラ ッ トの 肝 細 胞 質 のT4結
我 々は ヒ ト肝 細 胞 質 につ い て も同 様の検索 を行 ない,ペ にそれぞ れmajor及
会
びminorcarrierの
誌
合 のScatchardplot.
合 のScatchardplot.
ピ コ ン薄 層電 気泳 動で細胞 質性T、及 びT3結 合 蛋 白
二種 類 が存 在 す る こ と を 見 出 した.
更 に ヒ ト肝 細 胞 質 に標 識T、を結合 させ て庶 糖密 度 匂 配 超 遠 心 法 で 分 画す ると,図4に Sの 二 っ のpeakが 認 め られ,両 者 はセ フ ァデ ツクスG-200で plotを行 な うと,8S分
1361
画 は図5に 示 す よ うに,Kaが107M-1の
示 す よ う に8Sと4
分 離 され た.そ れぞれ につ いてScatchard 単 一 の 結 合部位 をもつ の に対 し,4S分
画は
複 数 の結 合部 位 を示 し た. 以上 の よ うな 細 胞 質 性 結 合 蛋 白は,他 種 の動物 の 肝 及 び そ の 他 の 組織 に も存 在す るこ とが報 告 されてい る (表1). 第53巻
第12号
1362
甲状 腺 ホ ルモ ンの受 容 体(浜 田,他2名)
図4.放
射 性T、
を結 合 した ヒ ト肝 細 胞 質(上
よ び セ フ ァ デ ッ ク スG-200ゲ し た8S(中
段)並
段)お
ル濾 過 で 分 離
び に4S(下
段)蛋
白の
蕨 糖 密 度 勾 配 超 遠 心 パ タ ー ン.
図5.セ
フ ァ デ ッ ク スG-200で 8S蛋
白 のT4結
第53巻
分 離 し た ヒ ト肝 細 胞 質
合 のScatchardplot.
第12号
日
本
内
分
表1種
表2細
泌
学
会
雑
1363
々 の 組織 の 細 胞 質性 結 合 蛋 白の 結合 特 性
胞質 性 結 合 蛋 白の サ イ ロ キ シ ン類 似 体 に 対 す る相 対 的 親 和性
これ ら細 胞 質 性 結 合 蛋 白 のT,類 似 体 に対す る相 対 的親 和 性 は,表2に ば 亀に親和 性 が 強 く,ヒ
誌
ト肝 の8S蛋
示 す よ うに ラ ット肝 の 篤 結 合 蛋 白 で
白ぱr,に親 和性 が 強 く,そ れ ぞ れ ホルモ ン特 異 性 を示 す.
細 胞 質性 ホ ル モ ン結 合 蛋 白 が機能状 態 によ つて変 動 す る か否 か は従 来知 られて いなか つた.我 々 は種 々 の 機 能状態 の ラ ッ ト肝 に つ いて 検 討 した結果,鴨 結合 蛋 白 の 結 合 能 が機 能 充進 時 に有 意 に増 加 す る こ と を認 め た.し か しKaに は 変 化 が み られ なか つた. 細 胞 質性 結 合 蛋 白 の 生 理 的 意 義 はなお充分 明 らかで は な い.し
か しホ ルモ ン反応性 臓器 に多量 に存 在 し,
ホルモ ンを可 逆 的 に結 合 す る こ とか ら,ホ ルモ ンの細 胞 内 へ の 取 りこ み及 び細 胞内輸 送 に関与 す る と想 定 さ れて い る.更 に細 胞 質 蛋 白 はinvitroでT,の 脱 ヨー ドを阻 害 し,T,の 核 へ の結合 を抑制 す る と い わ れ,ま
た
上述 の よ うに機 能充 進 時 に鳴 結 合 蛋 白が増加す るこ とか ら,こ れ ら は抑 制 的 な 自己調節 機構 に関与 す る こ と が 推定 され る. 第53巻
第12号
1364
甲状 腺 ホ ルモ ンの受 容 体(浜 田,他2名)
ll.甲 甲 状 腺 ホ ル モ ン の 作 用 と して,従
状 腺 ホル モ ン の 核
レ セ プ タ ー
来 末 梢 細 胞 の 酸 素 消 費 の 促 進 が 重 視 さ れ て い た が,近
を投 与 し た 際 に み ら れ る 最 初 の 変 化 は核 に お け るRNA合 に遅 れ て 酸 素 消 費 の 増 加 が 起 り,こ
成 の 促 進 で あ り,こ
の ホ ル モ ン効 果 は ア ク チ ノ マ イ シ ンDで
年 甲状 腺 ホ ル モ ン
れ に 続 い て 蛋 白 合 成 の 促 進,更 阻 害 され る こ と が 見 出 さ れ た.
こ れ よ り甲 状 腺 ホ ル モ ン の 作 用 は核 に お け る遺 伝 情 報 の 発 現 の 調 節 に あ る と考 え られ る に 至 つた.最 enheimerら
は 核 の 非 ピ ス ト ン 蛋 白 にT,に 特 異 的 な 結 合 部 位 を 見 出 し,こ
近OPP・
れ が 甲 状 腺 ホ ル モ ンの 核 レ セ ブ.タ ー
と推 定 さ れ た. ラ ッ トに 微 量 の 標 識%を
投 与 して そ の核 内 分 布 を 調 べ る と,ク
時 に比 較 的 小 量 の 非 放 射 性T,を 投 与 す る と,ク い こ とが 知 ら れ た.こ
れ に 対 し標 識Tlは 大 部 分 が核 の 外 膜 に 結 合 し,ク
こ のT,を 結 合 し た ク ロ マ チ ン を ア ル カ リ性 の0.4MKCl溶 romoleculeComplexが
抽 出 さ れ,ま
液 で 処 理 す る と,分 子 量 約7万
直 接 結 合 す る.
た 我 々 の 成 績 で,Kaが10gM-1の
のT,結 合 蛋 白 のKa及
ッ ト肝 で はT,に 対 す るKaが10gM"',核
図6.ウ
のT3-Mac-
ピ ス ト ン蛋 白 と 結 論 さ れ た.
よ り そ の 結 合 部 位 の 性 状 を 調 べ る こ と が 可 能 で あ る.図
6は ウ サ ギ 肝 の 非 ピ ス ト ン 蛋 白 とT,と の 結 合 をScatchardplotし
め た も の で,ラ
の時同
合能 が小 さ
ロ マ チ ンに は 一 部 し か 結 合 し な い.
テ ロ イ ドホ ル モ ン の 場 合 と異 な り,遊 離 型 の%を
結 合 させ てScatchardplotに
合 部 位 が 存 在 す る の が 認 め ら れ る.表3は,核
結 合 す る.こ
は 著 明 に減 少 し,結
た プ ロ テ ア ー ゼ で 水 解 さ れ る こ と か ら,非
核 或 い は 抽 出 さ れ た 非 ピ ス ト ン蛋 白 は,ス 従 つてT,をinvitroで
ロ マ チ ン に60-70%が
ロ マ チ ン に 結 合 す る 標 識T還
第53巻
び 最 大 結 合 能 に関 す る 諸 家 の 成 績 を ま
一 ケ 当 り4000-一一8000の 結 合 部 位 が あ る.
サ ギ 肝 の 非 ピ ス トン 蛋 白 のT3結
第12号
単一 の結
合 のScatchardplot.
日
表3種
表4肝
本
内
分
泌
学
会
雑
1365
誌
々の 組 識 にお け る核T3結 合 蛋 白 の結 合特 性
の 核T3結 合 蛋 白のサ イ ロキ シン類 似体 に対 す る 相 対 的 親和 性
もし核 のT,結 合 蛋 白 が 真 の ホ ルモ ン受容 体で あ れば,い
わ ゆ る ホ ルモ ン類似体 の生物 活i生と それ らの 核 結
合 蛋 白 に対す る親 和 性 が平 行 す るこ とが考 え られ る.表4は,ホ
ルモ ン類 似体 の生物 活1生とラ ツ ト或 い は ウ
サギ肝 の核 ま た は 抽 出 核 蛋 白 に対す る相対的親 和1生と を示 し た もの で あ る.Triac(triiodothyroacetic acid)が
ラ ッ ト肝 で 強 い親 和 性 を示 す が 一般 に両 者 は よ く一一致 す るの がみ られる・
この よ うな核T,結 合 蛋 白 は肝 以外 の種 々の組織 に存 在 し,そ のT,に 対 す るKaは ほ ・"等しい が,最 大 結 合 能 は組 織 に よ つて著 し く異 な り,下 垂体 前葉,肝,腎
な ど の い わ ゆ る ホ ルモ ン反応性臓 器で は 結合 能 が大 き く,
脾,睾 丸 な ど の ホ ル モ ン不 反応性 臓 器で は小 さい。 こ の こ と は 結 合 能 の 大 きさが組織 のホ ル モ ン反 応 性 を規 定す る こ とを 支 持 す る. 核 のT,結 合 蛋 白 へ の ホ ル モ ン結合 とホ ルモ ン作 用 と の 関 係 に つ い て,OPPenheimerら pancy説,即
はNuclearOccu・
ち核 に は 一 定 数 のT,結合 蛋 白が存在 し,そ の 結 合 部 位 の飽 和度 がホ ルモ ン効 果 を規 定 す る と す
る仮説 を唱 え て い る.そ
の根 拠 は,図7に
示 す よ うに,ラ
ッ トに極 め て大量或 い は比 較的 少量 のT・を一 回 投
与 し,核 結 合 蛋 白 の 飽 和 度 とホ ルモ ン依存性酵 素 で あ る ミ トコ ン ドリアの α一GPD活 性 との 関係 を み る と, いず れの場 合 毛,核結 合 蛋 白 が飽 和 してい る間は酵 素 活性 は 上 昇 を続 け る が,鳴 がそれよ り解離 し始 め る と共 に酵素 活性 の低 下 が起 る. 第53巻
第12号
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甲状 腺 ホ ルモ ンの受 容 体(浜 田,他2名)
図7.ラ
ッ トに 少 量(20μg/100g体 (1250μg/100g体
重)のT3を
の ミ ト コ ン ド リア α一GPD活 clearOccupancyと
表5種
重)及
び 多量
投 与 した場 合 性 とT3のNu-
の 関 係(Oppenheimerら)
々 の機 能 状 態 の ラ ッ トに おけ る肝 の非 ピ ス トン蛋 白のT,に 対 す る親 和 定 数(Kα)及
び最 大 結 合 能
第53巻
第12号
日
図8.種
本
内
分
泌
学
会
雑
誌
1367
々 の 機 能 状 態 の ラ ッ トに お け る 肝 の 非 ピ ス トン 蛋 白 の 最 大 結 合 能 と α一GPD活
性 と の 関 係.
この他 に,ホ ルモ ン状 態 に よ つて核 のT,結 合蛋 白 のKa或
い は 最 大 結 合 能が変化 し,ホ ル モ ン作 用 を 制 御
す る とす る報 告 も あ る が,そ の成績 は一定 して い ない.そ の 原 因 と して内 因性 鴨 に対す る考慮 が な さ れ て い ない こと,機 能 充 進 ラ ッ トが%の 一 回投与 に よ つて作 られ て い る等 方法 上 の問題 が少 くない.そ
こで 我 々 は,
甲状腺 摘 除 ラ ツ ト及 び こ れ にT,を 投 与 して正 常機 能状 態 に した ラ ッ ト並 び に 多量のT,を3日 間投 与 した 機 能 充進 ラ ットにつ い て,内
因性T,に 対す る補正 を行 な つてKa及
に,補 正 を行 な わ な い 場 合 に は機能 元進 ラ ットのKaが 有意差 がみ られ ず,最
び 結 合 能 の変 動 を検討 した.表5に
有 意 に低 値 を示 す が,補 正 を行 な うとKaは
示す よう 各群 間 に
大 結 合能 は機 能充進 ラ ツ トで 明 らか に 増 加 す る こ とが示 された.
更 に核 結 合 蛋 白 の 結 合 能 と ミ トコ ン ドリアの α一GPD活 性 との 関 係 をみ ると,図8に
示す ように有意の正
相 関 がみ ら れ,結 合 能 の 増 加 がホ ルモ ン効果 の増大 と密 接 に関 連 す る こ とが示唆 された. この 他 甲状 腺 ホ ル モ ン不 応 性症候 群で リンパ 球 の核 鳴 結 合 蛋 白 の 結 合 部位 に異 常 があ る と報 告 さ れ て い る・ 以上 の成 績 は,本 結 合 蛋 白 が甲状腺 ホルモ ンの核 受 容 体 で あ り,そ の 結合部位 への 鴨結合 が ホ ル モ ン作 用 の発現 に直 接 関 連 す る こ と を強 く示唆 す る. 文
1) Oppenheimer
献
et al. Nuclear Receptors and Initiation of Thyroid Hormone Action. Re-
centProgr.HormoneRes.32:529,1976.2)浜 の 作 用 機 序 」(井 村 裕 夫,尾
形 悦 郎,西
田 塚 泰 美 編)医
第53巻
哲:甲
歯 薬 出 版.昭52年.
第12号
状 腺 ホ ル モ ン の 作 用 機 序 ・「ホ ル モ ン
