デジェネリンファミリーに属する新規遺伝子のクローニングおよび機能解析

• Project/Area Number: 02J03684
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Neurochemistry/Neuropharmacology
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 山村 寿男 名古屋市立大学, 大学院・医学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2003: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2002: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 上皮型ナトリウムチャネル / アミロライド / 水素イオン / カプサゼピン / ヒト / 脳 / 分子生物学 / 電機生理学 / ナトリウムチャネル / 電気生理学 / 上皮型Naチャネル / 三叉神経節

Research Abstract

デジェネリン遺伝子ファミリーは陽イオンチャネルの特徴を示し、線虫からヒトに至るまで幅広い種間で保存された領域を有している。その機能は、機械受容・ペプチド感受性チャネル・プロトンチャネル・酸味受容体・アシドーシスにおける痛覚受容など多岐にわたる。このファミリーに属するアミロライド感受性上皮型Na^+チャネル(ENaC)として4種類のサブユニット(α、β、γ、δ)が同定されているが、中枢神経型ENaCδの機能は不明である。現在のところ、ENaCδ遺伝子はヒトおよびチンパンジーでしか見出されていないため、進化の過程において霊長類のみが獲得した稀有な遺伝子である可能性が高い。前年度までの成果で、ENaCδは、小脳や海馬等を含めたヒト脳に広く分布し、心臓・腎臓・膵臓にも高発現していることを示した。さらに、細胞外pHの低下によって、ENaCδが活性化されることを明らかにした。本年度は、ENaCδに作用する化合物の検索を目標とした。スクリーニングは、ヒトENaCδをアフリカツメガエル卵母細胞に発現させた構築系で行った。数十種類の化合物を探索した結果、合成化合物であるカプサゼピンがENaCδを活性化することを明らかにした。カプサゼピンは、ENaCの他のサブユニットには作用しなかったので、ENaCδ選択的アゴニストとして報告した。現在のところ、ENaCδがヒト脳内のpHセンサーとして機能していると報告した以外にはほとんど明らかになっていないENaCδの生体内機能を解明する上で、カプサゼピンは、非常に有益な化合物であると考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Coexpression of vanilloid receptor subtype-1 and acid-sensing ion channel genes in the human trigeminal ganglion neurons (2005)
  • Author(s): Ugawa S et al.
  • Journal Title: Chemical Senses 30(Suppl1) Pages: 195-195
• [Journal Article] Capsazepine is a novel activator of the δ subunit of the human epithelial Na^+ channel (2004)
  • Author(s): Yamamura H et al.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry 279(43) Pages: 44483-44489
• [Journal Article] 酸感受性イオンチャネル:ASICのpHセンサーとしての機能 (2004)
  • Author(s): 島田昌一 他
  • Journal Title: 日本神経精神薬理学雑誌 24(4) Pages: 243-246
• [Journal Article] 酸感受性イオンチャネル (2004)
  • Author(s): 島田昌一 他
  • Journal Title: Molecular Medicine 41(6) Pages: 650-655
• [Journal Article] 14-3-3 proteins modulate the expression of epithelial Na^+ channels by phosphorylation-dependent interaction with Nedd4-2 ubiquitin ligase
  • Author(s): Ichimura T at al.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry (in press)
• [Journal Article] In situ hybridization evidence for the coexistence of ASIC and TRPV1 within rat single sensory neurons
  • Author(s): Ugawa S et al.
  • Journal Title: Molecular Brain Research (in press)
• [Publications] Yamamura H et al.: "Protons activate the δ-subunit of the epithelial Na^+ channel in humans"Journal of Biological Chemistry. in press.
• [Publications] Murakami M et al.: "Modified cardiovascular L-type channels in mice lacking the voltage-dependent Ca^<2+> channelβ3 subunit"Journal of Biological Chemistry. 278(44). 43261-43267 (2003)
• [Publications] Ueda T et al.: "Functional interaction between T2R taste receptors and G-protein α subunits expressed in taste receptor cells"Journal of Neuroscience. 23(19). 7376-7380 (2003)
• [Publications] Yamamura H, Sakamoto K, Ohya S, Muraki K, Imaizumi Y: "Mechanisms underlying the activation of large conductance Ca^<2+>-activated K^+ channels by nordihydroguaiaretic acid"Japanese Journal of Pharmacology. 89(1). 53-63 (2003)
• [Publications] Hinata M, Yamamura H, Li L, Watanabe Y, Watano T, Imaizumi Y, Kimura J: "Stoichiometry of Na^+-Ca^<2+> is 3:1 in guinea-pig ventricular myocytes"Journal of Physiology. 545(2). 453-461 (2002)
• [Publications] Hinata M, Yamamura H, Li L, Watanabe Y, Watano T, Imaizumi Y, Kimura J: "Reexamination of the stoichiometry of Na^+/Ca^<2+> exchange with whole-cell voltage clamp of guinea pig ventricular myocytes"Annals of the New York Academy of Sciences. 976. 154-156 (2002)