サメの直腸腺における塩化物分泌の細胞および分子生物学：アデノシン受容体による調節

ドッグフィッシュサメ（Squalus acanthias）の直腸腺は、1959年にウェンデルバーガーによって発見された上皮臓器を分泌する塩化ナトリウムです。単一の細胞型の均質な尿細管で構成される腺は、二次活性塩化物輸送の重要なモデルです。このシステムにおける塩化物分泌のホルモン刺激は、非対称に配置された輸送タンパク質（頂端cAMP活性化CFTR様Clチャネル、基底外側NA/K/2CLコトランポルター、Na/K-AtPase活性、K+チャネル）を活性化します。塩化物分泌に関与するサメの直腸腺の5つの受容体、ホルモン、および膜タンパク質が最近クローニングされています。無傷の腺は単一の動脈と静脈を介して灌流できるため、内因性アデノシンによる塩化物輸送の代謝調節を正確に調べることができました。直腸腺細胞は、刺激A2タイプと阻害性A1型アデノシン受容体の両方の高密度を持っています。秘書によって刺激されると、塩化物分泌と静脈アデノシン濃度が平行に増加し、塩化物分泌は約150から2100マイクロエク/HR/gに増加し、アデノシン濃度は約5から約890 nmに増加します。このイオン輸送の研究には、細胞内ATP活性の著しい下落と細胞内AMPとアデノシン活性の両方の上昇が伴います。内因性アデノシンと細胞外受容体との相互作用を妨げる薬剤は、セクターゴーグに対する塩化物輸送の反応を大幅に増加させます。塩化物輸送がNa/K/2Cl共輸送体をブメタニドでブロックすることにより阻害されると、アデノシンの放出と塩化物分泌の両方が基底値に落ちます。最近、以前にクローン化された哺乳類アデノシン受容体とは異なるユニークなアデノシン受容体サブタイプをクローニングしました。その高度に特殊な機能、単一の細胞型、および単純な血管系のため、サメ直腸腺は、アデノシン受容体による塩化物分泌の代謝調節を調べるための理想的なモデルシステムです。

The rectal gland of the dogfish shark (Squalus acanthias) is a sodium chloride secreting epithelial organ whose function was discovered in 1959 by Wendell Burger. The gland, composed of homogenous tubules of a single cell type, is an important model for secondary active chloride transport. Hormonal stimulation of chloride secretion in this system activates asymetrically arranged transport proteins (apical cAMP-activated CFTR-like Cl- channels, basolateral Na/K/2Cl cotransporters, Na/K-ATPase activity, and K+ channels). Five receptors, hormones, and membrane proteins of the shark rectal gland involved in chloride secretion have been cloned recently. Because the intact gland can be perfused via a single artery and vein, it has been possible to examine precisely the metabolic regulation of chloride transport by endogenous adenosine. Rectal gland cells have a high density of both stimulatory A2 type and inhibitory A1 type adenosine receptors. When stimulated by secretagogues, chloride secretion and venous adenosine concentrations increase in parallel, with chloride secretion increasing from approximately 150 to 2100 microEq/hr/g, and adenosine concentrations increasing from approximately 5 to approximately 890 nM. This work of ion transport is accompanied by a marked fall in intracellular ATP activity and a rise in both intracellular AMP and adenosine activity. Agents that prevent the interaction of endogenous adenosine with extracellular receptors significantly increase the chloride transport response to secretagogues. When chloride transport is inhibited by blocking the Na/K/2Cl cotransporter with bumetanide, both adenosine release and chloride secretion fall to basal values. We recently cloned a unique adenosine receptor subtype that is distinct from previously cloned mammalian adenosine receptors. Because of its highly specialized function, single cell type, and simple vascular system, the shark rectal gland is an ideal model system for examining the metabolic regulation of chloride secretion by adenosine receptors.