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電位依存性プロトンチャネルHv1/VSOPによる酸化ストレス抑制機能の解明

Research Project

Project/Area Number 22K06829
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 48020:Physiology-related
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

大河内 善史  大阪大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (90435818)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsプロトンチャネル / 酸化ストレス / グリコシル化 / NADPHオキシダーゼ / pH / 膜電位
Outline of Research at the Start

電位依存性プロトンチャネル(Hv1/VSOP)は活性酸素の産生を抑制する機能を持つ。Hv1/VSOPが機能しないマウスは、貪食細胞(肝クッパー細胞)が作る活性酸素の量が野生型よりも増える結果、高血糖を自然発症する。すなわち、Hv1/VSOPは糖尿病を抑制する機能を持つ可能性を示唆する。また、Hv1/VSOPは好中球において作られる活性酸素を抑制して走化性を抑制する機能を持つことから、炎症抑制作用が示唆される。本研究では、Hv1/VSOPが糖尿病や炎症を抑制する機能について調べ、活性酸素により誘導されると考えられている糖尿病や炎症の疾患の発症機序の解明を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

Hv1/VSOPによる酸化ストレスを制御する機構を明らかにするために、前年度に引き続き、Hv1/VSOPがNADPHオキシダーゼを制御する機構に着目して実験を行った。WTとHv1/VSOP-KOマウスから単離した好中球の細胞膜上に局在するNADPHオキシダーゼの量を、無刺激条件下において、ビオチン化法による膜表面に局在するNADPHオキシダーゼを回収することで調べた。その結果、非常に弱いがNADPHオキシダーゼのシグナルを検出することができた。
Hv1/VSOPの酸化抑制機能を調べる目的で、ウニHv1/VSOPに着目した。ウニHv1/VSOPは哺乳類を含めた他の生物とは異なり、N-結合型グリコシル化に必須のコンセンサス配列を持っていることから、グリコシル化を指標に酸化ストレス制御機構を明らかにできるのではないかと考えた。これまでウニHv1/VSOPがグリコシル化されることは示されていなかったことから、HEK細胞に発現させて糖鎖修飾の有無を確認した。糖鎖切断酵素の有無、グリコシル化されるアミノ酸部位に変異を導入した変異体を用いた実験から、ウニHv1/VSOPがグリコシル化されることが分かった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

無刺激条件下での好中球における膜表面に局在するNADPHオキシダーゼを検出することができたため。ウニHv1/VSOPがグリコシル化されることが分かったため。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、WTおよびHv1/VSOP-KOマウスから単離した好中球を用いて、膜表面に局在するNADPHオキシダーゼの量を定量する。ウニHv1/VSOPについてグリコシル化がチャネル活性に与える影響を調べる。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Role of K364 next to the active site cysteine in voltage-dependent phosphatase activity of Ci-VSP2023

    • Author(s)
      Paixao Ian Costa、Mizutani Natsuki、Matsuda Makoto、Andriani Rizki Tsari、Kawai Takafumi、Nakagawa Atsushi、Okochi Yoshifumi、Okamura Yasushi
    • Journal Title

      Biophysical Journal

      Volume: - Issue: 11 Pages: 2267-2284

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2023.01.022

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 電位依存性プロトンチャネルHv1の2量体化はERでの滞在時間を延ばす2023

    • Author(s)
      大河内善史、神野有香、岡村康司
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] H+輸送チャネル Hv1 に秘められた謎:人体と地球史軸から Lessons from voltage-gated proton channel, Hv1:both views of human physiology and evolution2023

    • Author(s)
      岡村康司、大河内善史、RIZKI TSARI ANDRIANI、水谷夏希
    • Organizer
      日本動物学会 第94回山形大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 新旧のタンパクを区別できるマウスを用いたNav1.6のターンオーバの解析~神経細胞の機能が維持される仕組みの解明を目指して~2023

    • Author(s)
      山元康平、大河内善史、好岡大輔、阿部学、﨑村建司、岡村康司
    • Organizer
      第115回近畿生理学談話会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 網膜神経節細胞に着目した色変更型Nav1.6-Flexマウスを用いたNav1.6タンパクのターンオーバーの解析2023

    • Author(s)
      大河内善史、山元康平、好岡大輔、阿部学、﨑村建司、岡村康司
    • Organizer
      先端モデル動物支援プラットフォーム(AdAMS)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 新旧のタンパクを区別できるマウスを用いた電位依存性ナトリウムチャネル Nav1.6 のターンオー バーの解析 ~神経細胞の機能が維持される仕組みの解明を目指して~ Analysis of sodium channel turnover using mice that can distinguish between old and new Nav1.6 protein ~Toward understanding mechanism of homeostasis of neuronal function~2023

    • Author(s)
      山元康平、大河内善史、好岡大輔、阿部学、﨑村建司、岡村康司
    • Organizer
      第101回日本生理学会大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Dimerization of sea urchin Hv1 voltage-gated proton channel is required for its own glycosylation2023

    • Author(s)
      Yoshifumi Okochi, Yuka Jinno, Yasushi Okamura
    • Organizer
      The 100th Anniversary Annual Meeting of The Physiological Society of Japan
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 色変更型Nav1.6-Flexマウスを用いたNav1.6タンパクのターンオーバーの解析2023

    • Author(s)
      大河内善史、好岡大輔、阿部学、﨑村建司、岡村康司
    • Organizer
      先端モデル動物支援プラットフォーム(AdAMS) 2022年度成果発表会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] The effect of Vitamin D3 on the sodium phosphate cotransporter family SLC342023

    • Author(s)
      Junxian Zhou, Yoshifumi Okochi, Yasushi Okamura
    • Organizer
      The 100th Anniversary Annual Meeting of The Physiological Society of Japan
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 家族性低リン血症くる病に関するNa+/Pi共輸送体NaPi-IIc/SLC34A3のリン酸輸送機構の解明2022

    • Author(s)
      周俊先、大河内善史、水谷夏希、瀬川博子、岡村康司
    • Organizer
      第16回トランスポーター研究会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Understanding the transport mechanisms of the Na+/Pi cotransporter NaPi-IIc/SLC34A32022

    • Author(s)
      Junxian Zhou, Natsuki Mizutani, Yuji Shiozaki, Hiroko Segawa, Yasushi Okamura, Yoshifumi Okochi
    • Organizer
      IUPS2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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