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Functional analysis of a melanin-concentrating hormone receptor that localizes to primary cilia

Research Project

Project/Area Number 18K14742
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 44040:Morphology and anatomical structure-related
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

Kobayashi Yuki  広島大学, 統合生命科学研究科(総), 助教 (80736421)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords一次繊毛 / メラニン凝集ホルモン / MCHR1 / 海馬スライス培養 / 海馬初代培養 / iPS細胞 / メラニン凝集ホルモン受容体1 / GPCR / 細胞内シグナル / 1次繊毛 / メラニン凝集ホルモン受容体1 / 繊毛縮退 / 培養細胞 / 海馬スライスカルチャー / メラニン凝集ホルモン受容体
Outline of Final Research Achievements

Melanin-concentrating hormone (MCH) plays a role in various physiological functions such as feeding, emotion, and sleep via interactions with MCH receptor 1 (MCHR1), which is a membrane receptor. Recently, some GPCRs, including MCHR1, have been shown to localize to the membrane of primary cilia instead of the cell membrane. Previously, we have found that MCHR1-positive cilia are shortened by MCH stimulation in hRPE1 cells. In this study, we treated hPRE1 cells with inhibitors, siRNAs, and CRISPR-Cas9 and performed western blot and RNAseq analyses to determine signals and mediator molecules that are involved in ciliary shortening. We have also demonstrated that the MCH-MCHR1 system causes ciliary shortening in organotypic rat hippocampal slice cultures, rat primary hippocampal dissociated cultures, and hiPSC-derived cortical neurons via a similar mechanism. In conclusion, these results suggest that ciliary MCHR1 play a role in ciliary shortening.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

GPCRは、細胞膜上に局在する事を前提に研究が進められてきた。近年、MCHR1を含む幾つかのGPCRが、細胞膜ではなく、肥満を含む様々な疾患に関与する一次繊毛というオルガネラの膜上に発現することが報告された。さらに、MCHを介してMCHR1陽性一次繊毛が短くなることを培養細胞系にて明らかにしている。本研究では、培養系(培養細胞、海馬初代培養、海馬器官培養等)および個体の脳を用いて、MCH-MCHR1を介した繊毛縮退の普遍性と縮退の分子機構の解明を試みた。本成果は、1次繊毛という「場」を起点とするGPCRシグナルとそれに続く生理作用を制御する神経回路の解明に繋がる新たな道を拓く可能性がある。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (36 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (30 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 4 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] New perspectives on GPCRs: GPCR heterodimer formation (melanocortin receptor) and GPCR on primary cilia (melanin concentrating hormone receptor)2020

    • Author(s)
      Kobayashi Yuki
    • Journal Title

      General and Comparative Endocrinology

      Volume: 293 Pages: 113474-113474

    • DOI

      10.1016/j.ygcen.2020.113474

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      Takahashi Miyuki、Kobayashi Yuki、Ando Kanae、Saito Yumiko、Hisanaga Shin-ichi
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 510 Issue: 3 Pages: 370-375

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.01.093

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    • Author(s)
      Miki Daisuke、Kobayashi Yuki、Okada Tomoya、Miyamoto Tatuso、Takei Nobuyuki、Sekino Yuko、Koganezawa Noriko、Shirao Tomoaki、Saito Yumiko
    • Journal Title

      Neurochemical Research

      Volume: 印刷中 Issue: 7 Pages: 1736-1744

    • DOI

      10.1007/s11064-019-02806-4

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      Kobayashi Yuki、Takemoto Risa、Yamato Shogo、Okada Tomoya、Iijima Michihiko、Uematsu Yoshikatsu、Chaki Shigeyuki、Saito Yumiko
    • Journal Title

      Neuroscience

      Volume: 383 Pages: 160-169

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2018.05.005

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      Ikari Takahiro、Kobayashi Yuki、Kitani Yoichiro、Sekiguchi Toshio、Endo Masato、Kambegawa Akira、Asahina Kiyoshi、Hattori Atsuhiko、Tabuchi Yoshiaki、Amornsakun Thumronk、Mizusawa Kanta、Takahashi Akiyoshi、Suzuki Nobuo
    • Journal Title

      International Aquatic Research

      Volume: 10 Issue: 3 Pages: 283-292

    • DOI

      10.1007/s40071-018-0206-5

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    • Inventor(s)
      白尾 智明、斎藤 祐見子、小林 勇喜、関野 祐子
    • Industrial Property Rights Holder
      白尾 智明、斎藤 祐見子、小林 勇喜、関野 祐子
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2019
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URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2021-02-19  

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