Functional analysis of TRPM6 in renal and cardiac development

• Project/Area Number: 20K06671
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44020:Developmental biology-related
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 古宮 裕子 東京理科大学, 基礎工学部教養, 講師 (80778176)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: イオンチャネル / TRPM6 / アフリカツメガエル / 形態形成 / 腎臓 / 心臓

Outline of Research at the Start

脊椎動物の体は消化管、脳と脊髄（神経管）、腎臓（尿細管）などの様々な管腔構造から形成されている。したがって、発生過程は原腸形成から始まる連続的な管腔形成過程と捉えることができる。管腔形成の過程には共通の分子メカニズムが存在すると考えられているが、その詳細は明らかになっていない。本研究はイオンチャネルTRPM6による管腔形成制御機構を腎・心臓形成時の細胞運動制御メカニズムの観点から理解することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

＜2020年度＞
TRPM6はマグネシウムイオンやカルシウムイオンなどの2価の陽イオンを透過するイオンチャネルである。申請者は、これまでの研究で、TRPM6がアフリカツメガ エルの神経管形成の際の細胞運動に重要な役割を担うことを明らかにした。また、その研究の過程で、TRPM6は発生中の腎臓や心臓でも高く発現していること、 TRPM6の発現をアンチセンスオリゴによって抑制すると、両組織の形成不全が起きることも発見した。腎臓や心臓も神経管と同様に、直線的で単純な管状構造か ら分岐、伸長を繰り返し複雑な管腔構造を作るという点で共通点がある。本研究では、TRPM6が神経管だけではなく、発生過程の多くの管腔構造の形成に関わる 可能性を検証する。アフリカツメガエル胚をモデルとして、TRPM6の発現を抑制することで、腎臓、心臓の形態形成異常について観察する。また、神経管形成に おいてはTRPM6のマグネシウムイオン透過性が重要であることが示されているので、TRPM6以外のマグネシウムトランスポーターの形態形成への役割についても検 証する。
現在のところ、以下のような結果が得られている。(1) TRPM6の発現を抑制した胚では、腎臓の尿細管形成が阻害された(2) TRPM6発現抑制によって心臓の形成不全が観察された (3)マグネシウムトランスポーターSLC41A1の発現を抑制すると神経管を含む複数の組織の形成不全が観察された 以上の結果より、TRPM6が腎臓、心臓の形成にも重要な役割を担っている可能性が示唆された。また、胚内のマグネシウムイオンの恒常性維持が形態形成に必要 であることも示唆された。
＜2021年度＞
5月24日付で退職したため、研究活動を行わなかった。

Research Products

• [Presentation] イオンチャネルTRPM6とTRPM7の腎臓発生における機能解析 (2020)
  • Author(s): 古宮裕子、Loren Runnels
  • Organizer: 第43回日本分子生物学会年会