オピオイドへの耐性形成や副作用発現におけるユビキチン修飾の意義と分子機構の解明
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21K16547
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 55050:Anesthesiology-related
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| Research Institution | Shiga University of Medical Science (2022)
Kyoto University (2021) |
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Principal Investigator |
清水 覚司 滋賀医科大学, 医学部, 助教 (80802793)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | オピオイド受容体 / 耐性形成 / 受容体内在化 / ユビキチン修飾 / 翻訳後修飾 / リン酸化修飾 / オピオイド |
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| Outline of Research at the Start |
オピオイドは強力な鎮痛薬であり、手術麻酔や集中治療医学、疼痛コントロールなど、臨床医学で広く使用されている。一方、オピオイドは長期使用によって耐性を形成し鎮痛効果が減弱し、また、呼吸抑制などの致死的な副作用を発現するという問題がある。耐性形成や副作用発現には、活性化したオピオイド受容体への翻訳後修飾が重要な役割を果たすと想定されている。先行研究では、主に受容体へのリン酸化修飾が果たす役割に主眼がおかれてきた。本研究では、これまでの研究では限定的な解析しか行われてこなかったユビキチン修飾に着目し、オピオイド受容体へのユビキチン修飾が受容体機能の制御において果たす役割を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、昨年度までに、μオピオイド受容体(MOR)へのユビキチン修飾が、リガンド刺激によって起きるMORの受容体内在化の効率を制御している可能性を見出した。つまり、活性化依存的にMORがユビキチン化されることが、活性化した受容体を速やかに細胞内へと内在化する上で重要であった。また、細胞内シグナルの活性化において、特にGi/oとアダプター分子であるβアレスチンが協働して活性化するMAPK経路を解析したところ、MORへのユビキチン化はシグナル強度やシグナル伝達効率には顕著な影響を与えないことがわかった。
本年度はまず、MORの細胞内領域に存在するリシンのうち、どのリシンへのユビキチンの付加が重要であるかを、ユビキチン欠損変異体を作出して解析した。細胞内領域には８つのリシンがあり、ユビキチン化の標的となっていると想定される。昨年度作出したMOR-8KR変異体（ユビキチン化欠損変異体）を使用して、1st, 2nd, 3rd cytoplasmic loop、およびC末端領域のK→R変異をR→Kへと戻した変異体を作出した。受容体の内在化は、1st cytoplasmic loopのリシンが野生型である場合には野生型のMORと同程度の効率で受容体は内在化したが、その他のリシンがアルギニンに置換されていても、受容体の内在化の効率は大きく影響を受けなかった。つまり、MORの1st cytoplasmic loopのリシンへのユビキチンの付加が、受容体の効率的な内在化に重要であるとわかった。
本年度は、これまでの解析結果をまとめ、海外誌に論文発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ユビキチン種類の同定や、受容体へのリン酸化とユビキチン修飾との関係は十分に解析できていないが、これまで得られたデータをまとめて論文発表することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
MORにどのようなユビキチン鎖が付加されるのか、どのようなE3リガーゼがMORのユビキチン化に重要であるかという研究の核心にはまだ迫れていない。活性化したMORを免疫沈降して生化学的な手法で解析を行う段階で技術的に研究が進んでいない。残りの期間で、条件検討などを重ねる予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(9 results)
