クローディン1

クローディン1（Claudin-1）

クローディン1は、タイトジャンクションを構成する主要な膜タンパク質ファミリーであるクローディン群に属しています。その分子量は約23キロダルトン（kDa）であり、細胞膜を4回貫通する構造を持っています。タンパク質のN末端およびC末端は共に細胞質側に位置しています。特にC末端には、保存されたチロシン-バリンを含むPDZ結合モチーフが存在しており、このモチーフを介してタイトジャンクションの裏打ちタンパク質であるZO-1（Zona Occludens-1）と強固に結合します。この結合は、クローディンが細胞骨格系と連携し、タイトジャンクションの構造的安定性や機能調節に関わる上で不可欠です。

機能と生理的役割

クローディンファミリーは、細胞同士を密着させ、細胞間隙からの物質漏出を防ぐバリア機能（パラセルラーバリア）や、特定のイオンや分子を選択的に通過させる透過性（パラセルラーパーミビリティ）を制御するタイトジャンクションの根幹をなす要素です。クローディン1は、多様なクローディン分子の中でも特に強固なバリア形成に関与することが知られており、生体内の多くの組織、中でも皮膚の上皮層や肝臓の実質細胞に高レベルで発現しています。

皮膚は、体外からの物理的、化学的、および微生物的な侵入を防ぐ最前線のバリア器官です。皮膚上皮におけるタイトジャンクション、特にクローディン1を含むタイトジャンクションの機能は、体内の水分が外部へ過度に失われるのを防ぐためにも極めて重要です。このクローディン1の生理的な重要性は、クローディン1を遺伝的に欠損させた（ノックアウトした）マウスを用いた研究で明確に示されています。クローディン1を欠損したマウスは、皮膚のタイトジャンクションに重篤な機能異常を来たし、その結果、皮膚からの過剰な水分蒸発により生後1日以内に致死的な脱水症状を引き起こして死亡することが観察されています。この事実は、クローディン1が皮膚のバリア機能維持に不可欠であることを強調しています。

疾患との関連

クローディン1は、タイトジャンクションの機能不全に関連する様々な疾患に関与する可能性が研究されています。また、クローディン1は感染症の分野でも注目されています。特に、C型肝炎ウイルス（HCV）が宿主細胞に侵入する際の重要な受容体の一つとして同定されています。HCVは、CD81やスカベンジャー受容体クラスBタイプI（SR-BI）といった他の因子と共に、クローディン1および同じくタイトジャンクション構成タンパク質であるオクルディンを細胞表面の受容体として利用することが知られています。これらの分子が協調して機能することにより、HCVは効率的に肝細胞へ侵入し、感染を確立します。したがって、クローディン1はC型肝炎の病態形成において重要な役割を担っており、抗ウイルス療法の標的としても研究が進められています。

発見の歴史

クローディン1は、タイトジャンクション研究の分野で画期的な発見として位置づけられています。この分子は、1998年に日本の京都大学に所属する月田承一郎教授らの研究グループによって初めて報告されました。この発見により、タイトジャンクションが特定の分子によって構成されており、その分子レベルでの機能や構造が明らかになり始めました。クローディンファミリーの発見は、その後の細胞生物学、生理学、および病理学におけるタイトジャンクション研究の進展に大きく貢献しました。

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