プロトンセンサー機能を有するGPCRとG蛋白質シグナル

• Project/Area Number: 18057004
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 岡島 史和 Gunma University, 生体調節研究所, 教授 (30142748)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 茂木 千尋 群馬大学, 生体調節研究所, 助教 (00375528)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥6,000,000 (Direct Cost: ¥6,000,000); Fiscal Year 2007: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2006: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
• Keywords: OGR1 / プロトン感知性G蛋白共役受容体 / GPR4 / TDAG8 / 3量体G蛋白質 / 低分子G蛋白質 / cAMP / pH / 細胞外pH / プロトン / G蛋白質 / シクロオキシゲナーゼ / 血管平滑筋細胞

Research Abstract

細胞外プロトン濃度即ちpHの低下を感知して細胞機能が変化することは様々な生体調節系で観察されているが、その分子機構は不明である。最近、我々を含む国内外のグループによってOGR1ファミリーG蛋白質共役受容体が細胞外pH低下に応答して細胞内シグナル伝達系を活性化することが明らかにされた。本研究ではプロトン感受性G蛋白共役受容体の機能発現を保証するG蛋白質シグナルの特定、生体における関与を調べるために、プロトン感受性GPCR欠失マウスの作成を試みた。(1)プロトン感知性GPCRにおけるG蛋白質シグナルの特定:プロトン感知性受容体を過剰発現すると、リガンド非依存性応答として、各種細胞内転写活性(SREなど)促進、ERK活性化能の抑制など様々な作用が報告されている。そこで、プロトン感知性GPCR(OGR1、GPR4、TDAG、8G2A)を過剰発現したHEK293細胞などを用い、SREプロモーター活性、ERK活性、cAMP産生、イノシトールリン酸産生などを解析した。その結果、従来リガンド非依存性といわれていた応答が細胞外のわずかなpH変化に基づくこと、また、各プロトン感知性受容体はそれぞれ異なった組み合わせの3量体G蛋白質、低分子G蛋白質と連関し、それぞれが特徴ある細胞内シグナル系を制御していることが明らかにされた。(2)好中球の感染防御系におけるTDAG8の役割:好中球など血球系の細胞ではTDAG8が発現している。細胞外pHの低下は好中球の感染防御に重要なスーパーオキシド産生を抑制する。この作用はPKAの阻害薬H89で抑制された。実際、細胞外pH低下はcAMP産生を増加した。非特異的なOGR1受容体ファミリーのアンタゴニスであるサイコシンも細胞外pH低下によるcAMP産生作用、スーパーオキシド産生抑制作用を抑制した。このようにTDAG8/Gs/cAMP系を介していることが推定された。現在、TDAG8欠損マウス由来の好中球を用い解析している。(3)OGR1欠損マウスの作成:OGR1受容体、GPR4受容体欠損マウスの作成に成功した。現在、解析をすすめている。

Research Products

• [Journal Article] S1P2 receptors mediate inhibition of glioma cell migration through Rho signaling pathways independent of PTEN. (2008)
  • Author(s): Malchinkhuu E, Sato K, Maehama T, MogiC, Tomura H, Ishiuchi S, Yoshimoto Y, Kurose H and Okajima F.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. 366 Pages: 963-968
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Resolvin El dampens airway inflammation and hyperresponsiveness in a murine model of asthma. (2008)
  • Author(s): Aoki H, Hisada T, Ishizuka T, Utsugi M, Kawata T, Shimizu Y, Okajima F, Dobashi K, Mori M.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. 367 Pages: 509-515
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cyclooxygenase-2 expression and prostaglandin E2 production in response to acidic pH through OGR1 in a human osteoblastic cell line. (2008)
  • Author(s): Tomura H, Wang JQ, Liu JP, Komachi M, Damirin A, Mogi C, Tobo M, Mochi H, Tamoto K, Im DS, Sato K, and Okajima F.
  • Journal Title: J Bone Miner Res.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Role of lipoprotein-associated lysophospholipids in migratory activity of coronary artery smooth muscle cells. (2007)
  • Author(s): Damirin A, Tomura H, Komachi M, Liu JP, Mogi C, Tobo M, Wang JQ, Kimura T, Kuwabara A, Yamazaki Y, Ohta H, Im DS, Sato K, Okajima F.
  • Journal Title: Am J Physiol Heart Circ Physiol. 292 Pages: 2513-522
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Previously postulated "ligand-independent" signaling of GPR4 is mediated through proton-sensing mechanisms. (2007)
  • Author(s): Tobo M, Tomura H, Mogi C, Wang JQ, Liu JP, Komachi M, Damirin A, Kimura T, Murata N, Kurose H, Sato K, Okajima F.
  • Journal Title: Cell Signal. 19 Pages: 1745-1753
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dioleoyl phosphatidic acid increases intracellular Ca2+ through endogenous LPA receptors in C6 glioma and L2071 fibroblasts. (2007)
  • Author(s): Chang YJ, Kim YL, Lee YK, Sacket SJ, Kim K, Kim HL, Han M, Bae YS, Okajima F, Im DS.
  • Journal Title: Prostaglandins Other Lipid Mediat. 83 Pages: 268-276
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] HDL-like lipoproteins in cerebrospinal fluid affect neural cell activity through lipoprotein-associated sphingosine l-Phosphate. (2007)
  • Author(s): Sato K, Malchinkhuu E, Horiuchi Y, MogiC, Tomura H, Tosaka M, Yoshimoto Y, Kuwabara A, Okaiima F.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. 292 Pages: 649-654
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Critical role of ABCAl transporter in sphingosine l-phosphate release from astrocytes. (2007)
  • Author(s): Sato K, Malchinkhuu E, Horiuchi Y, MogiC, Tomura H, Tosaka M, Yoshimoto Y, Kuwabara A, Okajima F.
  • Journal Title: J Neurochem. 103 Pages: 2610-2619
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Role of lipoprotein-associated lysophospholipids in migratory activity of coronary artery smooth muscle cells. (2007)
  • Author(s): Damirin, A, Tomura, H, Komachi, M, Liu, JP., Mogi, C, Tobo, M, Wang, JO, Kimura, T, Kuwabara, A, Yamazaki, Y, Ohta, H, Im, DS, Sato, K, Okajima, F
  • Journal Title: Am J Physiol Heart Circ Physiol (印刷中)
• [Journal Article] Dioleoyl phosphatidic acid increases intracellular Ca<2+> through endogenous LPA receptors in C6 glioma and L2071 fibroblasts. (2007)
  • Author(s): Chang, YJ., Kim, YL., Lee, YK., Sacket, SJ., Kim K., Kim, HL., Han, M., Bae, YS., Okajima, F., Im, DS.
  • Journal Title: Prostaglandins ＆ Other Lipid Mediators (印刷中)
• [Journal Article] Sphingosine 1-phosphate receptors mediate stimulatory and inhibitory signalings for expression of adhesion molecules in endothelial cells. (2006)
  • Author(s): Kimura, T., Tomura, H., Mogi, C., Kuwabara, A., Ishiwara, M., Shibasawa, K., Sato, K., Ohwada, S., Im, DS., Kurose, H., Ishizuka, T., Murakami.M., Okajima.F.
  • Journal Title: Cell.Signal. 18 Pages: 841-850
• [Journal Article] Does sphingosine 1-phosphate play a protective role in the course of pulmonary tuberculosis? (2006)
  • Author(s): Garg, SK., Santucci, MB., Panitti, M., Pucillo, L., Bocchino, M., Okajima, F., Bisen, PS., Saltini, C., Fraziano, M.
  • Journal Title: Clin.Immunol. 121 Pages: 260-264
• [Journal Article] Role of scavenger receptor class B type I and sphingosine 1-phosphate receptors in high-density lipoprotein-induced inhibition of adhesion molecule expression in endothelial cells. (2006)
  • Author(s): Kimura, T., Tomura, H., Mogi C., Kuwabara, A., Damirin, A., Ishizuka, T., Sekiguchi, A., Ishiwara M., Im, DS., Sato, K., Murakami, M., Okajima.F.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 281 Pages: 37457-37467
• [Journal Article] Albumin functions as an inhibitor of T cell adhesion in vitro. (2006)
  • Author(s): Kim, YL., Im YJ., Lee, YK., Ha NC., Bae, YS., Lim, SM., Okajima, F., Im, DS.
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Commun. 351 Pages: 953-957
• [Presentation] Acidic pH Induced Cyclooxygenase-2 Expression and Prostaglandin E2 Production through Ovarian cancer G-protein-coupled receptor 1 (OGR1) in Human Osteoblasts (2007)
  • Author(s): Hideaki Tomura, Jin-peng Liu, Mayumi Komachi, Wang Ju Qiang, Masayuki Tobo, Hiromi Nochi, Koichi Tamoto, Alatangaole Damirin, Koichi Sato, Chihiro Mogi, and Fumikazu Okajima
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会、第80回日本生化学会大会合同大会BMB2007
  • Place of Presentation: 横浜(パシフィコ横浜)
• [Remarks]
  • URL: http://imcr.showa.gunma-u.ac.jp/lab/signal/index.html